事务和并发控制

ORM ——框架 Hibernate3.3

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数据库事务的概念

事务是一组相互依赖的操作行为，如银行交易、股票交易或网上购物。事务的成功取决于这些相互依赖的操作行为是否都能执行成功，只要有一个操作行为失败，就意味着整个事务失败。例如， Tom到银行办理转账事务，把 100元钱转到 Jack的账户上，这个事务包含以下操作行为： 从 Tom的账户上减去 100元。 往 Jack的账户上增加 100元。

显然，以上两个步骤必须作为一个不可分割的工作单元。假如仅仅第一步操作执行成功，使得 Tom的账户上扣除了100元，但是第二步操作执行失败， Jack的账户上没有增加 100元，那么整个事务失败。

数据库事务是现实生活中事务的模拟，它由一组在业务逻辑上相互依赖的 SQL 语句组成。

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数据库事务的 ACI D特性

事务的 ACI D特性是由关系数据库管理系统来实现的。数据库管理系统采用日志来保证事务的原子性、一致性和持久性。日志记录了事务对数据库所做的更新，如果某个事务在执行过程中发生错误，就可以根据日志，撤销事务对数据库已做的更新，使数据库退回到执行事务前的初始状态。

数据库管理系统采用锁的机制来实现事务的隔离性。当多个事务同时更新数据库中相同的数据时，只允许持有锁的事务能更新该数据，其他事务必须等待，直到前一个事务释放了锁，其他事务才有机会更新该数据。

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声明事务边界

事务的开始边界。事务的正常结束边界（ COMMI T ）：提交事务，永久保存被事务更新后的数据库状态。

事务的异常结束边界（ ROLLBACK）：撤销事务，使数据库退回到执行事务前的初始状态。

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两种事务模式

数据库系统支持以下两种事务模式： 自动提交模式：每个 SQL 语句都是一个独立的事务，当数据库系统执行完一个 SQL 语句后，会自动提交事务。

手工提交模式：必须由数据库的客户程序显式指定事务开始边界和结束边界。

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通过 Hibernate API 声明事务边界

Hibernate封装了 JDBC API 和 JTA API ，尽管应用程序可以绕过 Hibernate API ，直接通过 JDBC API 和 JTA API 来声明事务，但是这不利于跨平台开发，因此应该优先考虑一律通过 Hibernate API 来声明事务。

在 Hibernate API 中， Session和 Transaction类提供了以下声明事务边界的方法：（ 1）声明事务的开始边界：

Transaction tx = session.beginTransaction( ) ;（ 2）提交事务

tx.commit( ) ;（ 3）撤销事务

tx.rollback( ) ;

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Transaction与 Session的关系（一）

（ 1） Tansaction的 rollback( ) 及 Session的 close( ) 方法都会抛出 HibernateE xception，在实际应用中处理这种异常时，可以对底层的 HibernateE xception进行包装，向高层客户程序隐藏事务或关闭 Session时出现的底层异常细节。

（ 2）不管事务成功与否，最后都应该调用 Session的 close( )方法来关闭 Session，所以通常在 finally代码块中关闭Session。 Session的 close( ) 方法会清空缓存，并且释放所占用的数据库连接，把它返回到连接池中。无论是在受管理环境还是不受管理环境中，都应该由应用程序负责关闭Session。

（ 3）即使事务中仅包含只读操作，也应该在事务执行成功后提交事务，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，数据库系统会释放事务所占用的资源，这有利于提高数据库的运行性能。

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Transaction与 Session的关系（二）

（ 4）一个 Session可以包含多个 Transaction实例。 将一个 Session对象和多个相关的数据库事务对应的优点在于，这些事务能够重用 Session缓存中的持久化对象，避免多个相关的数据库事务重复到数据库加载相同的数据。

值得注意的是，在任何时候，一个 Session只允许有一个未提交的事务。

（ 5）如果在执行 Session的一个事务时出现了异常，就必须立即关闭这个 Session，不能再利用这个 Session来执行其他的事务。

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并发问题

对于同时运行的多个事务，当这些事务访问数据库中相同的数据时，如果没有采取必要的隔离机制，就会导致各种并发问题，这些并发问题可归纳为以下几类： 第一类丢失更新 脏读 虚读 不可重复读 第二类丢失更新

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数据库的事务隔离级别

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 Repeatable Read：可重复读 Read Committed：读已提交数据 Read Uncommitted：读未提交的数据

隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。对于多数应用程序，可以优先考虑把数据库系统的隔离级别设为 Read Committed，它能避免脏读，并且具有较好的并发性能。尽管它会导致不可重复读、虚读和第二类丢失更新这些并发问题，在可能出现这类问题的个别场合，可以由应用程序采用悲观锁或乐观锁来控制。

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在应用程序中设置事务隔离级别

JDBC数据库连接使用数据库默认的隔离级别。在 Hibernate的配置文件中可以显示地设置隔离级别。每一种隔离级别都对应一个整数： 1： Read Uncommitted 2： Read Committed 4： Repeatable Read 8： Serializable

在 Hibernate中，设置事务隔离级别的属性是connection.isolation。

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在应用程序中采用悲观锁和乐观锁当数据库系统采用 Read Committed隔离级别时，会导致不可重复读和第二类丢失更新的并发问题。在可能出现这种问题的场合，可以在应用程序中采用悲观锁或乐观锁来避免这类问题。

从应用程序的角度，锁可以分为以下两类： 悲观锁：假定当前事务操纵数据库资源时，肯定还会有其他事务同时访问该数据资源，为了避免当前事务的操作受到干扰，先锁定资源。

乐观锁：假定当前事务操纵数据资源时，不会有其他事务同时访问该数据资源，因此完全依靠数据库的隔离级别来自动管理锁的工作。应用程序采用版本控制手段来避免可能出现的并发问题。

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使用悲观锁解决并发问题

悲观锁有两种实现方式： 方式一：在应用程序中显式指定采用数据库系统的独占锁来锁定数据资源（前提是数据库系统必须支持 select … for update语句）。

方式二：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，表示该记录已经被某个事务

“锁定；如果为 N“, 表明该记录处于空闲状态，事务可以访问它。

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使用乐观锁解决并发问题

利用 Hibernate的版本控制来实现乐观锁 使用 < version> 标签 使用 < timestamp> 标签

实现乐观锁的其他方法 将 < class> 标签的 optimistic-lock属性设置为 all

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