java事务学习笔记总结

经过这段时间的对Java事务机制的学习，用这篇文章作个阶段性的总结，后续若是有时间，还能够深刻学习和研究下分布式事务的补偿机制（目前中国只有阿里巴巴在这方面有成熟的研究成果），后续的学习成果，我也会补充到该系列文章中

1、什么是JAVA事务

    一般的观念认为，事务仅与数据库相关。

    事务必须服从ISO/IEC所制定的ACID原则。ACID是原子性（atomicity）、一致性（consistency）、隔离性 （isolation）和持久性（durability）的缩写。事务的原子性表示事务执行过程当中的任何失败都将致使事务所作的任何修改失效。一致性表示 当事务执行失败时，全部被该事务影响的数据都应该恢复到事务执行前的状态。隔离性表示在事务执行过程当中对数据的修改，在事务提交以前对其余事务不可见。持 久性表示已提交的数据在事务执行失败时，数据的状态都应该正确。

    通俗的理解，事务是一组原子操做单元，从数据库角度说，就是一组SQL指令，要么所有执行成功，若由于某个缘由其中一条指令执行有错误，则撤销先前执行过的全部指令。更简答的说就是：要么所有执行成功，要么撤销不执行。

    既然事务的概念从数据库而来，那Java事务是什么？之间有什么联系？

    实际上，一个Java应用系统，若是要操做数据库，则经过JDBC来实现的。增长、修改、删除都是经过相应方法间接来实现的，事务的控制也相应转移到Java程序代码中。所以，数据库操做的事务习惯上就称为Java事务。

    2、为何须要Java事务

    事务是为解决数据安全操做提出的，事务控制实际上就是控制数据的安全访问。举一个简单例子：好比银行转账业务，帐户A要将本身帐户上的1000元转到B帐 户下面，A帐户余额首先要减去1000元，而后B帐户要增长1000元。假如在中间网络出现了问题，A帐户减去1000元已经结束，B由于网络中断而操做 失败，那么整个业务失败，必须作出控制，要求A帐户转账业务撤销。这才能保证业务的正确性，完成这个操做就须要事务，将A帐户资金减小和B帐户资金增长方 到一个事务里面，要么所有执行成功，要么操做所有撤销，这样就保持了数据的安全性。

    3、Java事务的类型

    Java事务的类型有三种：JDBC事务、JTA（Java Transaction API）事务、容器事务。

    一、JDBC事务

    JDBC 事务是用 Connection 对象控制的。JDBC Connection 接口（ java.sql.Connection ）提供了两种事务模式：自动提交和手工提交。 java.sql.Connection 提供了如下控制事务的方法：

public void setAutoCommit(boolean)
public boolean getAutoCommit()
public void commit()
public void rollback()

    使用 JDBC 事务界定时，您能够将多个 SQL 语句结合到一个事务中。JDBC 事务的一个缺点是事务的范围局限于一个数据库链接。一个 JDBC 事务不能跨越多个数据库。

 

    二、JTA（java Transaction API）事务

    JTA是一种高层的，与实现无关的，与协议无关的API，应用程序和应用服务器可使用JTA来访问事务。

    JTA容许应用程序执行分布式事务处理——在两个或多个网络计算机资源上访问而且更新数据，这些数据能够分布在多个数据库上。JDBC驱动程序的JTA支持极大地加强了数据访问能力。

    若是计划用 JTA 界定事务，那么就须要有一个实现 javax.sql.XADataSource 、 javax.sql.XAConnection 和 javax.sql.XAResource 接口的 JDBC 驱动程序。一个实现了这些接口的驱动程序将能够参与 JTA 事务。一个 XADataSource 对象就是一个 XAConnection 对象的工厂。 XAConnection s 是参与 JTA 事务的 JDBC 链接。

    您将须要用应用服务器的管理工具设置 XADataSource .从应用服务器和 JDBC 驱动程序的文档中能够了解到相关的指导。

     J2EE应用程序用 JNDI 查询数据源。一旦应用程序找到了数据源对象，它就调用 javax.sql.DataSource.getConnection（） 以得到到数据库的链接。

    XA 链接与非 XA 链接不一样。必定要记住 XA 链接参与了 JTA 事务。这意味着 XA 链接不支持 JDBC 的自动提交功能。同时，应用程序必定不要对 XA 链接调用 java.sql.Connection.commit（） 或者 java.sql.Connection.rollback（） .

    相反，应用程序应该使用 UserTransaction.begin（）、 UserTransaction.commit（） 和 serTransaction.rollback（） .

做为java平台上事务规范JTA（Java Transaction API）也定义了对XA事务的支持，实际上，JTA是基于XA架构上建模的，在JTA 中，事务管理器抽象为javax.transaction.TransactionManager接口，并经过底层事务服务（即JTS）实现。像不少其余的java规范同样，JTA仅仅定义了接口，具体的实现则是由供应商(如J2EE厂商)负责提供，目前JTA的实现主要由如下几种：
　　1.J2EE容器所提供的JTA实现(JBoss)
　　2.独立的JTA实现:如JOTM，Atomikos.这些实现能够应用在那些不使用J2EE应用服务器的环境里用以提供分布事事务保证。如Tomcat,Jetty以及普通的java应用。
　　3.两阶段提交
　　全部关于分布式事务的介绍中都必然会讲到两阶段提交，由于它是实现XA分布式事务的关键(确切地说：两阶段提交主要保证了分布式事务的原子性：即全部结点要么全作要么全不作)。所谓的两个阶段是指：第一阶段：准备阶段和第二阶段：提交阶段。
　　3.1.准备阶段：事务协调者(事务管理器)给每一个参与者(资源管理器)发送Prepare消息，每一个参与者要么直接返回失败(如权限验证失败)，要么在本地执行事务，写本地的redo和undo日志，但不提交，到达一种“万事俱备，只欠东风”的状态。(关于每个参与者在准备阶段具体作了什么目前我尚未参考到确切的资料，可是有一点很是肯定：参与者在准备阶段完成了几乎全部正式提交的动做，有的材料上说是进行了“试探性的提交”，只保留了最后一步耗时很是短暂的正式提交操做给第二阶段执行。)
　　3.2.提交阶段：若是协调者收到了参与者的失败消息或者超时，直接给每一个参与者发送回滚(Rollback)消息；不然，发送提交(Commit)消息；参与者根据协调者的指令执行提交或者回滚操做，释放全部事务处理过程当中使用的锁资源。(注意:必须在最后阶段释放锁资源)
　　将提交分红两阶段进行的目的很明确，就是尽量晚地提交事务，让事务在提交前尽量地完成全部能完成的工做，这样，最后的提交阶段将是一个耗时极短的微小操做，这种操做在一个分布式系统中失败的几率是很是小的，也就是所谓的“网络通信危险期”很是的短暂，这是两阶段提交确保分布式事务原子性的关键所在。（惟一理论上两阶段提交出现问题的状况是当协调者发出提交指令后当机并出现磁盘故障等永久性错误，致使事务不可追踪和恢复）
　　从两阶段提交的工做方式来看，很显然，在提交事务的过程当中须要在多个节点之间进行协调，而各节点对锁资源的释放必须等到事务最终提交时，这样，比起一阶段提交，两阶段提交在执行一样的事务时会消耗更多时间。事务执行时间的延长意味着锁资源发生冲突的几率增长，当事务的并发量达到必定数量的时候，就会出现大量事务积压甚至出现死锁，系统性能就会严重下滑。这就是使用XA事务的反作用
　　4.一阶段提交(Best Efforts 1PC模式)
　　不像两阶段提交那样复杂，一阶段提交很是直白，就是从应用程序向数据库发出提交请求到数据库完成提交或回滚以后将结果返回给应用程序的过程。一阶段提交不须要“协调者”角色，各结点之间不存在协调操做，所以其事务执行时间比两阶段提交要短，可是提交的“危险期”是每个事务的实际提交时间，相比于两阶段提交，一阶段提交出如今“不一致”的几率就变大了。可是咱们必须注意到：只有当基础设施出现问题的时候(如网络中断，当机等)，一阶段提交才可能会出现“不一致”的状况，相比它的性能优点，不少团队都会选择这一方案。关于在spring环境下如何实现一阶段提交,有一篇很是优秀的文章值得参考：http://www.javaworld.com/javaworld/jw-01-2009/jw-01-spring-transactions.html?page=5

 

    三、容器事务

    容器事务主要是J2EE应用服务器提供的，容器事务大可能是基于JTA完成，这是一个基于JNDI的，至关复杂的API实现。相对编码实现JTA事务管理， 咱们能够经过EJB容器提供的容器事务管理机制（CMT）完成同一个功能，这项功能由J2EE应用服务器提供。这使得咱们能够简单的指定将哪一个方法加入事 务，一旦指定，容器将负责事务管理任务。这是咱们土建的解决方式，由于经过这种方式咱们能够将事务代码排除在逻辑编码以外，同时将全部困难交给J2EE容 器去解决。使用EJB CMT的另一个好处就是程序员无需关心JTA API的编码，不过，理论上咱们必须使用EJB，而且庞大而复杂，使用起来极其麻烦，基本上已经没有人使用被淘汰了

    4、三种Java事务差别

    一、JDBC事务控制的局限性在一个数据库链接内，可是其使用简单。

    二、JTA事务的功能强大，事务能够跨越多个数据库或多个DAO，使用也比较复杂。

    三、容器事务，主要指的是J2EE应用服务器提供的事务管理，局限于EJB应用使用。

    5、总结

    Java事务控制是构建J2EE应用不可缺乏的一部分，合理选择应用何种事务对整个应用系统来讲相当重要。通常说来，在单个JDBC 链接链接的状况下能够选择JDBC事务，在跨多个链接或者数据库状况下，须要选择使用JTA事务，若是用到了EJB，则能够考虑使用EJB容器事务

Java的JDBC事务

事务的特性：

1) 原子性（atomicity）：事务是数据库的逻辑工做单位，并且是必须是原子工做单位，对于其数据修改，要么所有执行，要么所有不执行。

2) 一致性（consistency）：事务在完成时，必须是全部的数据都保持一致状态。在相关数据库中，全部规则都必须应用于事务的修改，以保持全部数据的完整性。

3) 隔离性（isolation）：一个事务的执行不能被其余事务所影响。

4) 持久性（durability）：一个事务一旦提交，事物的操做便永久性的保存在DB中。即便此时再执行回滚操做也不能撤消所作的更改。

 

事务(Transaction):是并发控制的单元，是用户定义的一个操做序列。这些操做要么都作，要么都不作，是一个不可分割的工做单位。经过事务，sql server 能将逻辑相关的一组操做绑定在一块儿，以便服务器 保持数据的完整性。事务一般是以begin transaction开始，以commit或rollback结束。Commint表示提交，即提交事务的全部操做。具体地说就是将事务中全部对数据的更新写回到磁盘上的物理数据库中去，事务正常结束。Rollback表示回滚，即在事务运行的过程当中发生了某种故障，事务不能继续进行，系统将事务中对数据库的全部已完成的操做所有撤消，滚回到事务开始的状态。

 

自动提交事务：每条单独的语句都是一个事务。每一个语句后都隐含一个commit。 （默认）

显式事务：以begin transaction显示开始，以commit或rollback结束。

隐式事务：当链接以隐式事务模式进行操做时，sql server数据库引擎实例将在提交或回滚当前事务后自动启动新事务。无须描述事物的开始，只需提交或回滚每一个事务。但每一个事务仍以commit或rollback显式结束。链接将隐性事务模式设置为打开以后，当数据库引擎实例首次执行下列任何语句时，都会自动启动一个隐式事务：alter table，insert，create，open ，delete，revoke ，drop，select， fetch ，truncate table，grant，update在发出commit或rollback语句以前，该事务将一直保持有效。在第一个事务被提交或回滚以后，下次当链接执行以上任何语句时，数据库引擎实例都将自动启动一个新事务。该实例将不断地生成隐性事务链，直到隐性事务模式关闭为止。

 

Java JDBC事务机制

  首先，咱们来看看现有JDBC操做会给咱们打来什么重大问题，好比有一个业务：当咱们修改一个信息后再去查询这个信息，看是这是一个简单的业务，实现起来也很是容易，但当这个业务放在多线程高并发的平台下，问题天然就出现了，好比当咱们执行了一个修改后，在执行查询以前有一个线程也执行了修改语句，这是咱们再执行查询，看到的信息就有可能与咱们修改的不一样，为了解决这一问题，咱们必须引入JDBC事务机制，其实代码实现上很简单，一下给出一个原理实现例子供你们参考：

private Connection conn = null;
private PreparedStatement ps = null;
try {

    conn.setAutoCommit(false);  //将自动提交设置为false    
    ps.executeUpdate("修改SQL"); //执行修改操做    
    ps.executeQuery("查询SQL");  //执行查询操做                   
    conn.commit();      //当两个操做成功后手动提交    
} catch (Exception e) {
    conn.rollback();    //一旦其中一个操做出错都将回滚，使两个操做都不成功    
    e.printStackTrace();
}

与事务相关的理论

1.事务并发处理可能引发的问题

脏读(dirty read) 一个事务读取了另外一个事务还没有提交的数据，

不可重复读(non-repeatable read) 一个事务的操做致使另外一个事务先后两次读取到不一样的数据

幻读(phantom read) 一个事务的操做致使另外一个事务先后两次查询的结果数据量不一样。

举例：

事务A、B并发执行时，

当A事务update后，B事务select读取到A还没有提交的数据，此时A事务rollback，则B读到的数据是无效的"脏"数据。

当B事务select读取数据后，A事务update操做更改B事务select到的数据，此时B事务再次读去该数据，发现先后两次的数据不同。

当B事务select读取数据后，A事务insert或delete了一条知足A事务的select条件的记录，此时B事务再次select，发现查询到前次不存在的记录("幻影")，或者前次的某个记录不见了。

 

JDBC的事务支持

JDBC对事务的支持体如今三个方面：

1.自动提交模式(Auto-commit mode)

Connection提供了一个auto-commit的属性来指定事务什么时候结束。

a.当auto-commit为true时，当每一个独立SQL操做的执行完毕，事务当即自动提交，也就是说每一个SQL操做都是一个事务。

一个独立SQL操做何时算执行完毕，JDBC规范是这样规定的：

对数据操做语言(DML，如insert,update,delete)和数据定义语言(如create,drop)，语句一执行完就视为执行完毕。

对select语句，当与它关联的ResultSet对象关闭时，视为执行完毕。

对存储过程或其余返回多个结果的语句，当与它关联的全部ResultSet对象所有关闭，全部update count(update,delete等语句操做影响的行数)和output parameter(存储过程的输出参数)都已经获取以后，视为执行完毕。

b. 当auto-commit为false时，每一个事务都必须显示调用commit方法进行提交，或者显示调用rollback方法进行回滚。auto-commit默认为true。

JDBC提供了5种不一样的事务隔离级别，在Connection中进行了定义。

 

2.事务隔离级别(Transaction Isolation Levels)

JDBC定义了五种事务隔离级别：

TRANSACTION_NONE JDBC驱动不支持事务

TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED 容许脏读、不可重复读和幻读。

TRANSACTION_READ_COMMITTED 禁止脏读，但容许不可重复读和幻读。

TRANSACTION_REPEATABLE_READ 禁止脏读和不可重复读，单运行幻读。

TRANSACTION_SERIALIZABLE 禁止脏读、不可重复读和幻读。

 

3.保存点(SavePoint)

JDBC定义了SavePoint接口，提供在一个更细粒度的事务控制机制。当设置了一个保存点后，能够rollback到该保存点处的状态，而不是rollback整个事务。

Connection接口的setSavepoint和releaseSavepoint方法能够设置和释放保存点。

 

JDBC规范虽然定义了事务的以上支持行为，可是各个JDBC驱动，数据库厂商对事务的支持程度可能各不相同。若是在程序中任意设置，可能得不到想要的效果。为此，JDBC提供了DatabaseMetaData接口，提供了一系列JDBC特性支持状况的获取方法。好比，经过DatabaseMetaData.supportsTransactionIsolationLevel方法能够判断对事务隔离级别的支持状况，经过DatabaseMetaData.supportsSavepoints方法能够判断对保存点的支持状况。

 

Spring的事务

spring提供的事务管理能够分为两类：编程式的和声明式的。编程式的，比较灵活，可是代码量大，存在重复的代码比较多；声明式的比编程式的更灵活。

spring提供了几个关于事务处理的类：
TransactionDefinition //事务属性定义
TranscationStatus //表明了当前的事务，能够提交，回滚。
PlatformTransactionManager 这个是spring提供的用于管理事务的基础接口，其下有一个实现的抽象类AbstractPlatformTransactionManager,咱们 使用的事务管理类例如DataSourceTransactionManager等都是这个类的子类。

通常事务定义步骤：

TransactionDefinition td = new TransactionDefinition();
TransactionStatus ts = transactionManager.getTransaction(td);
try
{ //do sth  
    transactionManager.commit(ts);
}
catch(Exception e){
    transactionManager.rollback(ts);
}

编程式主要使用transactionTemplate。省略了部分的提交，回滚，一系列的事务对象定义，需注入事务管理对象.
void add(){
transactionTemplate.execute( new TransactionCallback(){
pulic Object doInTransaction(TransactionStatus ts)
{ //do sth}
}
}

声明式：

使用TransactionProxyFactoryBean:

围绕Poxy的动态代理 可以自动的提交和回滚事务
org.springframework.transaction.interceptor.TransactionProxyFactoryBean

PROPAGATION_REQUIRED–支持当前事务，若是当前没有事务，就新建一个事务。这是最多见的选择。

PROPAGATION_SUPPORTS–支持当前事务，若是当前没有事务，就以非事务方式执行。

PROPAGATION_MANDATORY–支持当前事务，若是当前没有事务，就抛出异常。

PROPAGATION_REQUIRES_NEW–新建事务，若是当前存在事务，把当前事务挂起。

PROPAGATION_NOT_SUPPORTED–以非事务方式执行操做，若是当前存在事务，就把当前事务挂起。

PROPAGATION_NEVER–以非事务方式执行，若是当前存在事务，则抛出异常。

PROPAGATION_NESTED–若是当前存在事务，则在嵌套事务内执行。若是当前没有事务，则进行与PROPAGATION_REQUIRED相似的操做。