数据库事务与并发【转】

数据库事务中的基本概念 

数 据库事务是指，由一个或多个SQL语句组成的工作单元，这个工作单元中的SQL语句相互依赖，如果有一个SQL语句失败，那么整个操作都要撤销。在并发环 境中，当多个事务同时访问同一资源时，可能会造成并发问题，此时可以使用数据库系统的事务隔离级别来避免各类并发问题。此外，在应用程序中还可以使用悲观 锁和乐观锁来解决丢失更新的并发问题。 

数据库事务必须具备ACID的特征(Atomic原子性，Consistency一致性，Isolation隔离性，Durability持久性) 
    原子性，指整个数据库事务是不可分割的单元。只有所有的语句执行成功，才算成功。 
    一致性，指数据库事务不能破坏关系数据的完整性以及业务逻辑上的一致性。 
     隔离性，指在并发环境中，当不同的事务同时操作相同的数据时，每个事务都有各自的完整数据空间。 
     持久性，指的是只要事务成功结束，对数据库做的更新要永久保存下来. 

Transaction和Session的关系，应该注意以下几点 
      Transaction的rollback()和Session的close()方法都会抛出HibernateException 
     不论事务是否成功，最后都应该关闭Session。 
      即使事务中只包含只读操作，也应该在事务成功执行之后提交事务，并且在事务执行失败时撤销事务，因为在提交或撤销事务时，数据库系统会释放占用的资源。 

多个事务同时运行时的并发问题 
     第一类丢失更新，撤销一个事务时，把其他事务已提交的更新数据覆盖了。 
     脏读，一个事务读到另一个事务未提交的更新数据。 
     虚读，一个事务读到另一个事务已提交的新插入的数据。 
     不可重复读，一个事务读到另一个事务已提交的更新数据。 
      第二类更新，一个事务覆盖另一事务已提交的更新数据。 

数据库系统锁的基本原理 

按照锁定的资源的粒度，锁可以分为以下类型 
   数据库级锁: 锁定整个数据库 
   表级锁: 锁定一张表 
   区域级锁: 锁定数据库的特定区域 
   页面级锁: 锁定数据库的特定页面 
   见面级锁: 锁定数据库的特定页面 
   键值级锁: 锁定数据库表中带有索引的一行数据。 
   行级锁: 锁定数据库表中的但行数据（即一条记录） 


按照封锁的程度，锁可以分为: 共享锁，独占锁，更新锁 

共享锁, 共享锁用于读数据操作，它是非独占的，允许其他事务同时读取其锁定的资源，但不允许其他事务更新数据。共享锁的特征： 
加锁条件：当一个事务执行Select操作时，数据库系统就会为其分配一把共享锁，来锁定查询数据。 
     解锁条件：在默认情况下，数据读取完毕，共享锁就解除了。 
     与其他锁的兼容性：如果数据资源上放置了共享锁，还能再放置共享锁和更新锁。 
     并发性能：具有良好的并发性能，当多个事务读相同的数据时，每个事务都会获得共享锁，因此可以同时读锁定的数据。 

独占锁，也叫排它锁，适用于修改数据的场合。它锁定的资源，其他事务不能读取也不能更新。独占锁具有以下特征: 
    加锁的条件：当一个事务执行insert、update、或delete语句时，数据库就会为SQL所操作的数据使用独占锁。如果数据上有其他锁，那么就能放置独占锁.
    解锁条件：到事务结束时才能被解除 
与其他锁的兼容性：独占锁不能和其他锁兼容。通用如果资源上有其他锁，那么也不能放置独占锁。 
    并发性能：性能较差，只允许有一个事务访问锁定的数据，如果其他事务也需要访问该数据，就必须等待，直到前一个事务结束，解除了独占锁，其他事务才有机会访问资源。 

更新锁，在更新操作的初始化阶段用来锁定可能要被修改的资源，这可以避免使用共享锁造成死锁的现象。更新具有以下特征： 
    加锁的条件：当一个事务执行update语句时，数据库系统会先为事务分配一把更新锁。 
    解锁条件：读取数据完毕，执行更新操作时，会把更新锁升级为独占锁。 
     与其他锁的兼容性：更新锁与共享锁是兼容的。也就是说，一个资源可以同时放置更新锁和共享锁，但是最多只能放置一把更新锁。 
    并发性能：允许多个事务同时访问资源。但不允许修改。 

死锁及其防止方法 
     合理安排表的访问顺序 
     使用短事务。将大事务分割为多个小事务执行。应该在处理事务之前就准备好用户必须提供的数据。 
     如果对数据的一致性要求不高，可以允许脏度。 
     如果可能，错开多个事务访问相同数据资源的时间，以防止锁冲突。 
     使用尽可能低的事务级别。 

数据库的隔离级别 
     尽管数据库系统允许用户在事务中显示的为数据资源加锁，但是首先应该考虑让数据库系统自动管理锁，它会分析事务中的SQL语句，然后自动为SQL语句所操作的数据资源加上合适的锁，而且在锁的数目太多时，数据库系统会自动的进行锁升级，以提供系统性能。 

数据库系统提供了四种事务隔离级别供用户选择： 

Serializable，串行化。 
      一个事务在执行过程中完全看不到事务对数据库所做的更新。当两个事务同时操作数据库中的数据时，如果第一个事务已经在访问该数据，那么第二个事务只能停下来等待。 
Repeatable Read：可重复读 
      一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的数据。但是不能看到其他事务对已有数据做的跟新。 
Read Commited：读已提交数据 
      一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的数据。可以看到其他对已有数据进行的更新。 
Read UnCommited：读取未提交 
     一个事务可以看到，其他事务没有提交新插入的数据。而且更新操作的记录也能看到。 

//: 在hibernate.cfg.xml中配置 
hibernate.connection.isolation=2 

在应用程序中才用悲观锁和乐观锁 

悲观锁与乐观锁的概念 
悲观锁，在应用程序中显示的为数据资源加锁。可以防止丢失更新和不可重复读问题。但是会影响性能。 
乐观锁，假设当前的事务操作的数据，不会有其他事务同时访问该数据资源，完全依靠数据库系统自动管理锁。因此可能会出现并发问题。 

利用数据库系统的独占锁来实现悲观锁 
悲观锁的两种实现方式 
应用中显示的指定采用数据库系统的独占锁来锁定数据资源。 
在数据库表中增加一个表明记录状态的LOCK字段，当它取值为Y时，表示该i记录已被某个事务锁定。如果为N，表示该条数据为空闲状态。 
在Hibernate中，当通过Session的get()和load()方式来加载一个对象时，可以采用以下方式使用悲观锁： 
Customer cus = (Customer)session.get(Customer.class, "c001", LockMode.UPGRADE); //: final org.hibernate.LockMode 

LockMode类表示的几种锁定模式 

锁定模式 描述 
LockMode.NONE 如果在Hibernate缓存中存在Customer对象，就直接返回该引用。否则通过select加载。默认值 
LockMode.READ 不管缓存中是否有，都使用select加载数据。如果映射文件设置了版本元素，就执行版本检查，比较缓存中的与取到的是否版本一致。 
LockMode.UPGRADE 不管缓存中是否有，都使用select加载数据。就执行版本检查，比较缓存中的与取到的是否版本一致。如果数据库系统支持悲观锁，那么执行select…for update, 否则执行简单的select 
LockMode.UPGRADE_NOWAIT 会执行LockMode.UPGRADE和它一样的功能。若果执行的select不能立即获得悲观锁，那么就会抛出异常 
LockMode.WRITE 当Hibernate保存或更新对象时，会自动使用这种锁定模式。这种锁定模式只在Hibernate内部使用，所以在应用中不应该使用它 


利用Hibernate的版本控制来实现乐观锁 
create table Accounts ( 
id bigint primary key, 
name varchar(15), 
balance numeric(10,2), 
LAST_UPDATED_TIME timestamp, 
version int 
) 

在hbm中配置版本控制 
//: 在元素必须跟在<id>元素的后面 
<version name = "version" column = "VERSION" /> 

//: 使用该元素也可以实现版本控制 
<timestamp name=”lastUpdateTime” column=” LAST_UPDATED_TIME” /> 

对游离对象进行版本检查 
Session session1 = ....; 
trans1 = session1.beginTransaction(); 
Account a = (Account)session1.get(Account.class, new Long(1)); 
trans1.commit(); 
session1.close(); 

a.setBalance(a.getBalance()-100); 

Session session2 = ...; 
trans2 = session2.beginTransaction(); 
session2.lock(a, LockMode.READ); 
trans2.commit(); 
session2.close(); 

lock() 方法和update()方法之间的区别 
lock()方法在LockMode.READ模式下，立即进行版本控制。而update()方法不会立即执行版本检查，只有当Session清理缓存时，真正执行update时才进行版本检查 
lock()在默认的LockMode中不会执行update语句。而update()会计划执行一个update语句，如果数据库中没对应的记录那么会抛出异常。 

实现乐观锁的其他方式 
<class optimistic-lock="all" dynamic-update="true"> 

//: optimistic-lock=all/dirty 时必须设置dynamic-update为true