jdbc-3-事務以及隔離性驗證

事務介紹

什麼是事務？
- 事務指的是由一系列操作，將系統從一個狀態變化爲另一個狀態
事務的一致性？
- 事務的一系列操作，要麼全部成功，要麼全部失敗，不存在中間狀態，稱爲事務性
- 如果出現失敗，則需要通過“回滾”rollback實現事務的一致性
數據一旦提交，則不可回滾
數據庫事務注意點：
- DDL操作一但執行，不可回滾
  - 即無法通過auto commit控制DDL操作
- DML操作默認爲自動提交，一旦commit，不可回滾
  - 可通過set auto_commit=false關閉自動提交
- 連接關閉後，DML操作會被執行，不論是否有設置過auto commit
- 故：如果需要實現事務，需要由同一個鏈接完成
注意事項：
- 如果使用了數據庫連接池，那麼在連接使用完成後，需要將auto commit恢復原樣。

ACID

事務的ACID特性：
- 事務應該具有4個屬性：原子性、一致性、隔離性、持久性。這四個屬性通常稱爲ACID特性。
- 原子性（atomicity）。一個事務是一個不可分割的工作單位，事務中包括的操作要麼都做，要麼都不做。
- 一致性（consistency）。事務必須是使數據庫從一個一致性狀態變到另一個一致性狀態。一致性與原子性是密切相*關的。
- 隔離性（isolation）。一個事務的執行不能被其他事務干擾。即一個事務內部的操作及使用的數據對併發的其他事務是隔離的，併發執行的各個事務之間不能互相干擾。
- 持久性（durability）。持久性也稱永久性（permanence），指一個事務一旦提交，它對數據庫中數據的改變就應該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應該對其有任何影響。
事務併發問題：
- 髒讀dirty read：無效數據的讀出，一般是指由於t1事務回滾，導致t2事務讀取的值停留在t1回滾之前的無效數據
- 不可重複讀non-repeatable read：t2事務開啓期間，同一個查詢命令卻反回不同的查詢結果
- 幻讀phantom read：幻讀是指當事務不是獨立執行時發生的一種現象。
  - 典型場景：有t1和t2兩個事務（一般將autocommit置爲false，便於手動控制、復現事務問題，否則一次提交事務就結束了，觀察不到現象），t1和t2同時修改某一個結果集，導致結果不可控：比如t1將某一列的值+1，但是t2又新插入了一行值，那麼t1和t2在提交後發現，t1會查到有一行沒有+1。
- 更新丟失lost update：
  - 第一類更新丟失，回滾覆蓋：一個事務的回滾，覆蓋了其它事務的提交
  - 第二類更新丟失，提交覆蓋：一個事務的提交，覆蓋了另一個事務的提交
數據庫的事務能力：
- 數據庫需要有隔離運行各個事務的能力，避免出現併發問題
- 事務之間的隔離程度，稱爲隔離級別，數據庫裏存在多種隔離級別。
  - 但隔離級別和併發型成反比：隔離性越高（一致性越好），但隔離性越弱
隔離級別：
- 一般，選擇第2、3隔離級別：READ COMMITED、REPEATABLE READ

mysql設置隔離級別的操作：

查看隔離級別

SHOW VARIABLES WHERE Variable_name LIKE ‘%iso%’;
select @@tx_isolation; 查看隔離級別：當前正在生效的隔離級別
select @@global.tx_isolation; 查看全局隔離級別
select @@session.tx_isolation;查看會話隔離級別
global和session區別：
- global：
  - 範圍：全局生效（包括所有session），正在運行中的session不受到影響。
  - 權限：只有超級用戶才能修改
  - 查看：需要登錄退出，才能看到變化
- session：
  - 範圍：當前session（一次鏈接、一次cmd窗口）的所有事務，重新登錄/連接後失效
  - 權限：都可修改
  - 查看：立馬可查到：通過@@tx_isolation或者@@
- 省略不寫時
  - 範圍：表示當前session的下一次(當前事務不受影響)事務生效
  - 權限：都可修改
  - 查看：查不到
注意：數據庫重啓後，所有的隔離設置都會失效
官方文檔：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/server-system-variables.html#sysvar_tx_isolation
注意：5.x版本時，transaction_isolation是tx_isolation的別名
- transaction_isolation was added in MySQL 5.7.20 as an alias for tx_isolation, which is now deprecated and is removed in MySQL 8.0. Applications should be adjusted to use transaction_isolation in preference to tx_isolation. See the description of transaction_isolation for details.

mysql> SHOW VARIABLES WHERE Variable_name LIKE '%iso%';
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | REPEATABLE-READ |
| tx_isolation          | REPEATABLE-READ |
+-----------------------+-----------------+
2 rows in set (0.01 sec)

mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation  |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)

mysql> select @@global.tx_isolation;
+-----------------------+
| @@global.tx_isolation |
+-----------------------+
| REPEATABLE-READ       |
+-----------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql> select @@session.tx_isolation;
+------------------------+
| @@session.tx_isolation |
+------------------------+
| REPEATABLE-READ        |
+------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql> mysql> select @@xx.tx_isolation;
ERROR 1272 (HY000): Variable 'tx_isolation' is not a variable component (can't be used as XXXX.variable_name)

修改隔離級別，查看生效範圍—打開兩個窗口

語法：MySQL 提供了 SET TRANSACTION 語句，該語句可以改變單個會話或全局的事務隔離級別。語法格式如下：
- SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}
- 示例1：set global transaction isolation level READ UNCOMMITTED;：全局
- 示例2：set transaction isolation level READ UNCOMMITTED;：下一次事務
默認爲：REPEATABLE-READ

測試修改隔離級別：— 需要開啓兩個事務觀察

測試global修改：
測試session級別修改：

驗證不同級別的隔離性問題：— 需要開啓兩個事務觀察

READ UNCOMMITTED：
READ COMMITTED：
REPEATABLE READ：沒有復現出來，有點奇怪：從官網的描述來看，在該模式下，只要讀了一次，那就會形成一個副本，但是沒有提及幻讀：
- 官網：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/glossary.html#glos_consistent_read
- 幻讀的場景比較複雜，涉及到數據庫鎖相關的知識，目前未復現出來：https://blog.csdn.net/zl1zl2zl3/article/details/90755790
- 待後續對sql的鎖進行分析後再看，目前已知的是：mysql的innodb引擎一定程度上解決了幻讀的問題

java代碼測試隔離性：

場景：這裏只列出“讀未提交+髒讀”場景
代碼：測試場景參見下面代碼裏的註釋

package PreparedStatementTest;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import utils.ConnGetUtil;

import java.sql.*;

/**
 * 測試隔離級別
 */
public class TestIsolation {

    private Connection connection;
    private PreparedStatement preparedStatement;
    private ResultSet resultSet;

    @Before
    public void setConnection() {
        try {
            connection = ConnGetUtil.getConnection();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("獲取連接失敗");
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @After
    public void close() {
        ConnGetUtil.closeConnection(connection, preparedStatement, resultSet);
    }

    /**
     * t1事務進程
     *  驗證場景：
     *      t1用例和t2用例同時執行，重現髒讀的場景：
     *          t1事務：開啓事務下，先更新balance，然後回滾rollback掉
     *          t2事務：開啓事務下，每隔3s查詢一次balance
     *  驗證結果：
     *      可以觀察到t2事務的balance在變化，出現了髒讀場景
     *      
     *  備註：幻讀、不可重複讀暫時不管
     */
    @Test
    public void t1() throws Exception {
        // 4種隔離級別：1爲讀未提交、2位讀已提交、4爲可重複讀、8爲串行化讀
        connection.setTransactionIsolation(1);
        connection.setAutoCommit(false);
        String sql = "update user_table set balance=9999 where user='lisi'";
        preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.execute();
        Thread.sleep(1000 * 5); // 15s
        connection.rollback(); // 回滾
    }

    /**
     * t2事務
     */
    @Test
    public void t2() throws Exception {
        // 4種隔離級別：1爲讀未提交、2位讀已提交、4爲可重複讀、8爲串行化讀
        connection.setTransactionIsolation(1);
        connection.setAutoCommit(false);
        preparedStatement = connection.prepareStatement("select balance from user_table where user='lisi'");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread.sleep(1000 * 3);
            ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();
            if (resultSet.next()) {
                int anInt = resultSet.getInt(1);
                System.out.println("查詢到balance爲：" + anInt);
            }
        }
    }

}

t2事務的輸出：可以看到，在事務開啓之間，查到的balance值是在不斷變化，出現了髒讀現象

查詢到balance爲：3333
查詢到balance爲：3333
查詢到balance爲：9999
查詢到balance爲：9999
查詢到balance爲：9999
查詢到balance爲：9999
查詢到balance爲：9999
查詢到balance爲：3333
查詢到balance爲：3333
查詢到balance爲：3333

參考1：mysql 5.x版本的發佈文檔：https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/5.7/en/
參考2：https://www.jb51.net/article/182017.htm

jdbc-3-事務以及隔離性驗證

事務介紹

ACID

mysql設置隔離級別的操作：

查看隔離級別

修改隔離級別，查看生效範圍—打開兩個窗口

測試修改隔離級別：— 需要開啓兩個事務觀察

驗證不同級別的隔離性問題：— 需要開啓兩個事務觀察

java代碼測試隔離性：

使用neovim打造go ide(支持代碼跳轉, 代碼補全, 實時語法檢查)

挑戰程序設計競賽 2.3章習題 poj 3046 Ant Counting

Shell/Python中的用戶名獲取

滾動升級和灰度發佈常見場景(未完待續)

java學習（三）-異常機制

jdbc-3-事務以及隔離性驗證

jdbc-2-基本數據庫操作

java學習（二）-反射機制

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結