jdbctemplate 开启事务_SpringBoot 系列教程之事务隔离级别知识点小结

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上一篇博文介绍了声明式事务@Transactional的简单使用姿势，最文章的最后给出了这个注解的多个属性，本文将着重放在事务隔离级别的知识点上，并通过实例演示不同的事务隔离级别下，脏读、不可重复读、幻读的具体场景

I. 基础知识

在进入正文之前，先介绍一下事务隔离级别的一些基础知识点，详细内容，推荐参考博文

mysql 之锁与事务[1]

1. 基本概念

以下基本概念源于个人理解之后，通过简单的 case 进行描述，如有问题，欢迎拍砖

更新丢失

简单来讲，两个事务 A,B 分别更新一条记录的 filedA, filedB 字段，其中事务 B 异常，导致回滚，将这条记录的恢复为修改之前的状态，导致事务 A 的修改丢失了，这就是更新丢失

脏读

读取到另外一个事务未提交的修改，所以当另外一个事务是失败导致回滚的时候，这个读取的数据其实是不准确的，这就是脏读

不可重复读

简单来讲，就是一个事务内，多次查询同一个数据，返回的结果居然不一样，这就是不可重复度(重复读取的结果不一样)

幻读

同样是多次查询，但是后面查询时，发现多了或者少了一些记录

比如：查询 id 在[1,10]之间的记录，第一次返回了 1,2,3 三条记录；但是另外一个事务新增了一个 id 为 4 的记录，导致再次查询时，返回了 1,2,3,4 四条记录，第二次查询时多了一条记录，这就是幻读

幻读和不可重复读的主要区别在于：

  • 幻读针对的是查询结果为多个的场景，出现了数据的增加 or 减少
  • 不可重复读对的是某些特定的记录，这些记录的数据与之前不一致

2. 隔离级别

后面测试的数据库为 mysql，引擎为 innodb，对应有四个隔离级别

隔离级别说明fixnot fixRU(read uncommitted)未授权读，读事务允许其他读写事务；未提交写事务禁止其他写事务(读事务 ok)更新丢失脏读，不可重复读，幻读RC(read committed)授权读，读事务允许其他读写事务；未提交写事务，禁止其他读写事务更新丢失，脏读不可重复读，幻读RR(repeatable read)可重复度，读事务禁止其他写事务；未提交写事务，禁止其他读写事务更新丢失，脏读，不可重复度幻读serializable序列化读，所有事务依次执行更新丢失，脏读，不可重复度，幻读-

说明，下面纯为个人观点，不代表权威，谨慎理解和引用

  • 我个人的观点，rr 级别在 mysql 的 innodb 引擎上，配合 mvvc + gap 锁，已经解决了幻读问题
  • 下面这个 case 是幻读问题么？
    • 从锁的角度来看，步骤 1、2 虽然开启事务，但是属于快照读；而 9 属于当前读；他们读取的源不同，应该不算在幻读定义中的同一查询条件中
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II. 配置

接下来进入实例演示环节，首先需要准备环境，创建测试项目

创建一个 SpringBoot 项目，版本为2.2.1.RELEASE，使用 mysql 作为目标数据库，存储引擎选择Innodb，事务隔离级别为 RR

1. 项目配置

在项目pom.xml文件中，加上spring-boot-starter-jdbc，会注入一个DataSourceTransactionManager的 bean，提供了事务支持

mysql    mysql-connector-javaorg.springframework.boot    spring-boot-starter-jdbc

2. 数据库配置

进入 spring 配置文件application.properties，设置一下 db 相关的信息

## DataSourcespring.datasource.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/story?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=falsespring.datasource.username=rootspring.datasource.password=

3. 数据库

新建一个简单的表结构，用于测试

CREATETABLE`money` (  `id`int(11) unsignedNOTNULL AUTO_INCREMENT,  `name`varchar(20) NOTNULLDEFAULT''COMMENT'用户名',  `money`int(26) NOTNULLDEFAULT'0'COMMENT'钱',  `is_deleted`tinyint(1) NOTNULLDEFAULT'0',  `create_at`timestampNOTNULLDEFAULTCURRENT_TIMESTAMPCOMMENT'创建时间',  `update_at`timestampNOTNULLDEFAULTCURRENT_TIMESTAMPONUPDATECURRENT_TIMESTAMPCOMMENT'更新时间',  PRIMARY KEY (`id`),  KEY`name` (`name`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1DEFAULTCHARSET=utf8mb4;

III. 实例演示

1. 初始化数据

准备一些用于后续操作的数据

@Componentpublicclass DetailDemo {    @Autowired    private JdbcTemplate jdbcTemplate;    @PostConstruct    public void init() {        String sql = "replace into money (id, name, money) values (320, '初始化', 200)," + "(330, '初始化', 200)," +                "(340, '初始化', 200)," + "(350, '初始化', 200)";        jdbcTemplate.execute(sql);    }}

提供一些基本的查询和修改方法

private boolean updateName(int id) {    String sql = "update money set `name`='更新' where id=" + id;    jdbcTemplate.execute(sql);    returntrue;}public void query(String tag, int id) {    String sql = "select * from money where id=" + id;    Map map = jdbcTemplate.queryForMap(sql);    System.out.println(tag + " >>>> " + map);}private boolean updateMoney(int id) {    String sql = "update money set `money`= `money` + 10 where id=" + id;    jdbcTemplate.execute(sql);    returnfalse;}

2. RU 隔离级别

我们先来测试 RU 隔离级别，通过指定@Transactional注解的isolation属性来设置事务的隔离级别

通过前面的描述，我们知道 RU 会有脏读问题，接下来设计一个 case，进行演示

事务一，修改数据

/** * ru隔离级别的事务，可能出现脏读，不可避免不可重复读，幻读 * * @param id */@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED, rollbackFor = Exception.class)public boolean ruTransaction(int id) throws InterruptedException {    if (this.updateName(id)) {        this.query("ru: after updateMoney name", id);        Thread.sleep(2000);        if (this.updateMoney(id)) {            returntrue;        }    }    this.query("ru: after updateMoney money", id);    returnfalse;}

只读事务二(设置 readOnly 为 true，则事务为只读)多次读取相同的数据，我们希望在事务二的第一次读取中，能获取到事务一的中间修改结果(所以请注意两个方法中的 sleep 使用)

@Transactional(readOnly = true, isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED, rollbackFor = Exception.class)public boolean readRuTransaction(int id) throws InterruptedException {    this.query("ru read only", id);    Thread.sleep(1000);    this.query("ru read only", id);    returntrue;}

接下来属于测试的 case，用两个线程来调用只读事务，和读写事务

@Componentpublicclass DetailTransactionalSample {    @Autowired    private DetailDemo detailDemo;     /**     * ru 隔离级别     */    public void testRuIsolation() throws InterruptedException {        int id = 330;        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                call("ru: 只读事务 - read", id, detailDemo::readRuTransaction);            }        }).start();        call("ru 读写事务", id, detailDemo::ruTransaction);    }}private void call(String tag, int id, CallFunc func) {    System.out.println("============ " + tag + " start ========== ");    try {        func.apply(id);    } catch (Exception e) {    }    System.out.println("============ " + tag + " end ========== ");}@FunctionalInterfacepublicinterface CallFunc {    R apply(T t) throws Exception;}

输出结果如下

============ ru 读写事务 start ====================== ru: 只读事务 - read start ==========ru read only >>>> {id=330, name=初始化, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:37:51.0, update_at=2020-01-20 11:37:51.0}ru: after updateMoney name >>>> {id=330, name=更新, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:37:51.0, update_at=2020-01-20 11:37:52.0}ru read only >>>> {id=330, name=更新, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:37:51.0, update_at=2020-01-20 11:37:52.0}============ ru: 只读事务 - read end ==========ru: after updateMoney money >>>> {id=330, name=更新, money=210, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:37:51.0, update_at=2020-01-20 11:37:54.0}============ ru 读写事务 end ==========

关注一下上面结果中ru read only >>>>开头的记录，首先两次输出结果不一致，所以不可重复读问题是存在的

其次，第二次读取的数据与读写事务中的中间结果一致，即读取到了未提交的结果，即为脏读

3. RC 事务隔离级别

rc 隔离级别，可以解决脏读，但是不可重复读问题无法避免，所以我们需要设计一个 case，看一下是否可以读取另外一个事务提交后的结果

在前面的测试 case 上，稍微改一改

// ---------- rc 事物隔离级别// 测试不可重复读，一个事务内，两次读取的结果不一样@Transactional(readOnly = true, isolation = Isolation.READ_COMMITTED, rollbackFor = Exception.class)public boolean readRcTransaction(int id) throws InterruptedException {    this.query("rc read only", id);    Thread.sleep(1000);    this.query("rc read only", id);    Thread.sleep(3000);    this.query("rc read only", id);    returntrue;}/** * rc隔离级别事务，未提交的写事务，会挂起其他的读写事务；可避免脏读，更新丢失；但不能防止不可重复读、幻读 * * @param id * @return */@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED, rollbackFor = Exception.class)public boolean rcTranaction(int id) throws InterruptedException {    if (this.updateName(id)) {        this.query("rc: after updateMoney name", id);        Thread.sleep(2000);        if (this.updateMoney(id)) {            returntrue;        }    }    returnfalse;}

测试用例

/** * rc 隔离级别 */private void testRcIsolation() throws InterruptedException {    int id = 340;    new Thread(new Runnable() {        @Override        public void run() {            call("rc: 只读事务 - read", id, detailDemo::readRcTransaction);        }    }).start();    Thread.sleep(1000);    call("rc 读写事务 - read", id, detailDemo::rcTranaction);}

输出结果如下

============ rc: 只读事务 - read start ==========rc read only >>>> {id=340, name=初始化, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:46:17.0, update_at=2020-01-20 11:46:17.0}============ rc 读写事务 - read start ==========rc: after updateMoney name >>>> {id=340, name=更新, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:46:17.0, update_at=2020-01-20 11:46:23.0}rc read only >>>> {id=340, name=初始化, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:46:17.0, update_at=2020-01-20 11:46:17.0}============ rc 读写事务 - read end ==========rc read only >>>> {id=340, name=更新, money=210, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:46:17.0, update_at=2020-01-20 11:46:25.0}============ rc: 只读事务 - read end ==========

从上面的输出中，在只读事务，前面两次查询，结果一致，虽然第二次查询时，读写事务修改了这个记录，但是并没有读取到这个中间记录状态，所以这里没有脏读问题；

当读写事务完毕之后，只读事务的第三次查询中，返回的是读写事务提交之后的结果，导致了不可重复读

4. RR 事务隔离级别

针对 rr，我们主要测试一下不可重复读的解决情况，设计 case 相对简单

/** * 只读事务，主要目的是为了隔离其他事务的修改，对本次操作的影响； * * 比如在某些耗时的涉及多次表的读取操作中，为了保证数据一致性，这个就有用了；开启只读事务之后，不支持修改数据 */@Transactional(readOnly = true, isolation = Isolation.REPEATABLE_READ, rollbackFor = Exception.class)public boolean readRrTransaction(int id) throws InterruptedException {    this.query("rr read only", id);    Thread.sleep(3000);    this.query("rr read only", id);    returntrue;}/** * rr隔离级别事务，读事务禁止其他的写事务，未提交写事务，会挂起其他读写事务；可避免脏读，不可重复读，(我个人认为，innodb引擎可通过mvvc+gap锁避免幻读) * * @param id * @return */@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ, rollbackFor = Exception.class)public boolean rrTransaction(int id) {    if (this.updateName(id)) {        this.query("rr: after updateMoney name", id);        if (this.updateMoney(id)) {            returntrue;        }    }    returnfalse;}

我们希望读写事务的执行周期在只读事务的两次查询之内，所有测试代码如下

/** * rr * 测试只读事务 */private void testReadOnlyCase() throws InterruptedException {    // 子线程开启只读事务，主线程执行修改    int id = 320;    new Thread(new Runnable() {        @Override        public void run() {            call("rr 只读事务 - read", id, detailDemo::readRrTransaction);        }    }).start();    Thread.sleep(1000);    call("rr 读写事务", id, detailDemo::rrTransaction);}

输出结果

============ rr 只读事务 - read start ==========rr read only >>>> {id=320, name=初始化, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:46:17.0, update_at=2020-01-20 11:46:17.0}============ rr 读写事务 start ==========rr: after updateMoney name >>>> {id=320, name=更新, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:46:17.0, update_at=2020-01-20 11:46:28.0}============ rr 读写事务 end ==========rr read only >>>> {id=320, name=初始化, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 11:46:17.0, update_at=2020-01-20 11:46:17.0}============ rr 只读事务 - read end ==========

两次只读事务的输出一致，并没有出现上面的不可重复读问题

说明

  • @Transactional注解的默认隔离级别为Isolation#DEFAULT，也就是采用数据源的隔离级别，mysql innodb 引擎默认隔离级别为 RR(所有不额外指定时，相当于 RR)

5. SERIALIZABLE 事务隔离级别

串行事务隔离级别，所有的事务串行执行，实际的业务场景中，我没用过... 也不太能想像，什么场景下需要这种

@Transactional(readOnly = true, isolation = Isolation.SERIALIZABLE, rollbackFor = Exception.class)public boolean readSerializeTransaction(int id) throws InterruptedException {    this.query("serialize read only", id);    Thread.sleep(3000);    this.query("serialize read only", id);    returntrue;}/** * serialize，事务串行执行，fix所有问题，但是性能低 * * @param id * @return */@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE, rollbackFor = Exception.class)public boolean serializeTransaction(int id) {    if (this.updateName(id)) {        this.query("serialize: after updateMoney name", id);        if (this.updateMoney(id)) {            returntrue;        }    }    returnfalse;}

测试 case

/** * Serialize 隔离级别 */private void testSerializeIsolation() throws InterruptedException {    int id = 350;    new Thread(new Runnable() {        @Override        public void run() {            call("Serialize: 只读事务 - read", id, detailDemo::readSerializeTransaction);        }    }).start();    Thread.sleep(1000);    call("Serialize 读写事务 - read", id, detailDemo::serializeTransaction);}

输出结果如下

============ Serialize: 只读事务 - read start ==========serialize read only >>>> {id=350, name=初始化, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 12:10:23.0, update_at=2020-01-20 12:10:23.0}============ Serialize 读写事务 - read start ==========serialize read only >>>> {id=350, name=初始化, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 12:10:23.0, update_at=2020-01-20 12:10:23.0}============ Serialize: 只读事务 - read end ==========serialize: after updateMoney name >>>> {id=350, name=更新, money=200, is_deleted=false, create_at=2020-01-20 12:10:23.0, update_at=2020-01-20 12:10:39.0}============ Serialize 读写事务 - read end ==========

只读事务的查询输出之后，才输出读写事务的日志，简单来讲就是读写事务中的操作被 delay 了

6. 小结

本文主要介绍了事务的几种隔离级别，已经不同干的隔离级别对应的场景，可能出现的问题；

隔离级别说明

级别fixnot fixRU更新丢失脏读，不可重复读，幻读RC更新丢失 脏读不可重复读，幻读RR更新丢、脏读，不可重复读，幻读-serialze更新丢失、 脏读，不可重复读，幻读-

使用说明

  • mysql innodb 引擎默认为 RR 隔离级别；@Transactinoal注解使用数据库的隔离级别，即 RR
  • 通过指定Transactional#isolation来设置事务的事务级别

IV. 其他

0. 系列博文&源码

源码

  • 工程：https://github.com/liuyueyi/spring-boot-demo[8]
  • 实例源码: https://github.com/liuyueyi/spring-boot-demo/blob/master/spring-boot/101-jdbctemplate-transaction[9]

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