数据库事务

数据并发的问题 
    一个数据库可能拥有多个访问客户端，这些客户端都可以并发方式访问数据库。数据库中的相同数据可能同时被多个事务访问，如果没有采取必要的隔离措施，就会导致各种并发问题，破坏数据的完整性。这些问题可以归结为5类，包括3类数据读问题（脏读、幻象读和不可重复读）以及2类数据更新问题（第一类丢失更新和第二类丢失更新）。下面，我们分别通过实例讲解引发问题的场景。

脏读（dirty read） 
    在讲解脏读前，我们先讲一个笑话：一个有结巴的人在饮料店柜台前转悠，老板很热情地迎上来：“喝一瓶？”，结巴连忙说：“我…喝…喝…”，老板麻利地打开易拉罐递给结巴，结巴终于憋出了他的那句话：“我…喝…喝…喝不起啊！”。在这个笑话中，饮料店老板就对结巴进行了脏读。 
A事务读取B事务尚未提交的更改数据，并在这个数据的基础上操作。如果恰巧B事务回滚，那么A事务读到的数据根本是不被承认的。来看取款事务和转账事务并发时引发的脏读场景：
     

时间

转账事务A

取款事务B

T1

 

开始事务

T2

开始事务

 

T3

     

查询账户余额为1000元    

T4

        

取出500元把余额改为500元

T5

查询账户余额为500元（脏读）

 

T6

 

撤销事务余额恢复为1000元

T7

汇入100元把余额改为600元

 

T8

提交事务

 

　　在这个场景中，B希望取款500元而后又撤销了动作，而A往相同的账户中转账100元，就因为A事务读取了B事务尚未提交的数据，因而造成账户白白丢失了500元。

不可重复读（unrepeatable read） 
   不可重复读是指A事务读取了B事务已经提交的更改数据。假设A在取款事务的过程中，B往该账户转账100元，A两次读取账户的余额发生不一致：

 

时间

取款事务A

转账事务B

T1

 

开始事务

T2

开始事务

                          

T3

                              

查询账户余额为1000元     

T4

查询账户余额为1000元

                          

T5

                  

取出100元把余额改为900元

T6

 

提交事务                  

T7

查询账户余额为900元（和T4读取的不一致）

 

 　　在同一事务中，T4时间点和T7时间点读取账户存款余额不一样。
幻象读（phantom read） 
    A事务读取B事务提交的新增数据，这时A事务将出现幻象读的问题。幻象读一般发生在计算统计数据的事务中，举一个例子，假设银行系统在同一个事务中，两次统计存款账户的总金额，在两次统计过程中，刚好新增了一个存款账户，并存入100元，这时，两次统计的总金额将不一致：  

时间

统计金额事务A

转账事务B

T1

 

开始事务

T2

开始事务

             

T3

统计总存款数为10000元

             

T4

 

新增一个存款账户，存款为100元

T5

 

提交事务     

T6

再次统计总存款数为10100元（幻象读）

 

　　如果新增数据刚好满足事务的查询条件，这个新数据就进入了事务的视野，因而产生了两个统计不一致的情况。 
　　幻象读和不可重复读是两个容易混淆的概念，前者是指读到了其它已经提交事务的新增数据，而后者是指读到了已经提交事务的更改数据（更改或删除），为了避免这两种情况，采取的对策是不同的，防止读取到更改数据，只需要对操作的数据添加行级锁，阻止操作中的数据发生变化，而防止读取到新增数据，则往往需要添加表级锁——将整个表锁定，防止新增数据。

第一类丢失更新 
    A事务撤销时，把已经提交的B事务的更新数据覆盖了。这种错误可能造成很严重的问题，通过下面的账户取款转账就可以看出来： 
    

时间

取款事务A

转账事务B

T1

开始事务

 

T2

 

开始事务

T3

查询账户余额为1000元    

 

T4

 

查询账户余额为1000元

T5

 

汇入100元把余额改为1100元

T6

 

提交事务

T7

取出100元把余额改为900元

 

T8

撤销事务

 

T9

余额恢复为1000元（丢失更新）

 

　　A事务在撤销时，“不小心”将B事务已经转入账户的金额给抹去了。 
第二类丢失更新 
　　A事务覆盖B事务已经提交的数据，造成B事务所做操作丢失：  

时间

转账事务A

取款事务B

T1

 

开始事务

T2

开始事务

                         

T3

               

查询账户余额为1000元    

T4

查询账户余额为1000元

                         

T5

 

取出100元把余额改为900元

T6

 

提交事务           

T7

汇入100元

 

T8

提交事务

 

T9

把余额改为1100元（丢失更新）

 

 

 

数据库事务隔离级别与锁
关键字: 事务 
一,事务的4个基本特征 

Atomic（原子性）： 
事务中包含的操作被看做一个逻辑单元，这个逻辑单元中的操作要 
么全部成功，要么全部失败。 

Consistency（一致性）： 
只有合法的数据可以被写入数据库，否则事务应该将其回滚到最初 
状态。 

Isolation（隔离性）： 
事务允许多个用户对同一个数据进行并发访问，而不破坏数据的正 
确性和完整性。同时，并行事务的修改必须与其他并行事务的修改 
相互独立。 

Durability（持久性）： 
事务结束后，事务处理的结果必须能够得到固化。 

以上属于废话 

二,为什么需要对事务并发控制 

如果不对事务进行并发控制，我们看看数据库并发操作是会有那些异常情形

Lost update： 
两个事务都同时更新一行数据，但是第二个事务却中途失败退出， 
导致对数据的两个修改都失效了。

Dirty Reads： 
一个事务开始读取了某行数据，但是另外一个事务已经更新了此数 
据但没有能够及时提交。这是相当危险的，因为很可能所有的操作 
都被回滚。 

Non-repeatable Reads： 
一个事务对同一行数据重复读取两次，但是却得到了不同的结果。 

Second lost updates problem： 
无法重复读取的特例。有两个并发事务同时读取同一行数据，然后其 
中一个对它进行修改提交，而另一个也进行了修改提交。这就会造成 
第一次写操作失效。 

Phantom Reads： 
事务在操作过程中进行两次查询，第二次查询的结果包含了第一次查 
询中未出现的数据（这里并不要求两次查询的SQL语句相同）。这是 
因为在两次查询过程中有另外一个事务插入数据造成的。 

三, 数据库的隔离级别 

为了兼顾并发效率和异常控制，在标准SQL规范中，定义了4个事务隔
离级别，（ORACLE和SQLSERER对标准隔离级别有不同的实现）

Read Uncommitted： 
直译就是"读未提交",意思就是即使一个更新语句没有提交,但是别 
的事务可以读到这个改变.这是很不安全的. 

Read Committed： 
直译就是"读提交",意思就是语句提交以后即执行了COMMIT以后 
别的事务就能读到这个改变. 

Repeatable Read： 
直译就是"可以重复读",这是说在同一个事务里面先后执行同一个 
查询语句的时候,得到的结果是一样的. 

Serializable: 
直译就是"序列化",意思是说这个事务执行的时候不允许别的事务 
并发执行. 

四，隔离级别对并发的控制 

下表是各隔离级别对各种异常的控制能力。

LU

DR

NRR

SLU

PR

RU

Y

Y

Y

Y

Y

RC

N

N

Y

Y

Y

RR

N

N

N

N

Y

S

N

N

N

N

N

(注：LU：丢失更新；DR：脏读；NRR：非重复读；SLU：二类丢失更新；PR：幻像读)

顺便举一小例。

MS_SQL:
--事务一
set transaction isolation level serializable
begin tran
insert into test values('xxx')

--事务二
set transaction isolation level read committed
begin tran
select * from test

--事务三
set transaction isolation level read uncommitted
begin tran
select * from test

在查询分析器中执行事务一后，分别执行事务二，和三。结果是事务二会等待，而事务三则会执行。

ORACLE：
--事务一
set transaction isolation level serializable;
insert into test values('xxx');
select * from test;

--事务二
set transaction isolation level read committed--ORACLE默认级别
select * from test

执行事务一后，执行事务二。结果是事务二只读出原有的数据，无视事务一的插入操作。

读者是否发现MS_SQL和ORACLE对并发控制的处理有所不同呢？

五,锁 

下表是锁的兼容或冲突情形。
现有 S U X
请求
S Y Y N
U Y N N
X N N N

现有

S

U

X

申请

S

Y

Y

N

U

Y

N

N

X

N

N

N

 

oracle:

 

   

 

六，隔离级别与锁 

七，注意点

 

一般处理并发问题时的步骤：

1、开启事务。

2、申请写权限，也就是给对象(表或记录)加锁。

3、假如失败，则结束事务，过一会重试。

4、假如成功，也就是给对象加锁成功，防止其他用户再用同样的方式打开。

5、进行编辑操作。

6、写入所进行的编辑结果。

7、假如写入成功，则提交事务,完成操作。

8、假如写入失败，则回滚事务，取消提交。

9、(7.8)两步操作已释放了锁定的对象，恢复到操作前的状态。

 

对多表的操作最好一起取得锁,或则保证处理顺序;个人感觉还是前者好,虽然效率低一些

八，附 
查看锁
ORACLE：
selectobject_name,session_id,os_user_name,oracle_username,process,locked_mode,status
from v$locked_object l, all_objects a
where l.object_id=a.object_id;

MS_SQL：EXEC SP_LOCK

 

 

 

事务（Transaction）是并发控制的基本单位。所谓的事务，它是一个操作序列，这些操作要么都执行，要么都不执行，它是一个不可分割的工作单位。例如，银行转账工作：从一个账号扣款并使另一个账号增款，这两个操作要么都执行，要么都不执行。所以，应该把它们看成一个事务。事务是数据库维护数据一致性的单位，在每个事务结束时，都能保持数据一致性。

       针对上面的描述可以看出，事务的提出主要是为了解决并发情况下保持数据一致性的问题。

       事务具有以下4个基本特征。

●   Atomic（原子性）：事务中包含的操作被看做一个逻辑单元，这个逻辑单元中的操作要么全部成功，要么全部失败。

●   Consistency（一致性）：只有合法的数据可以被写入数据库，否则事务应该将其回滚到最初状态。

●   Isolation（隔离性）：事务允许多个用户对同一个数据进行并发访问，而不破坏数据的正确性和完整性。同时，并行事务的修改必须与其他并行事务的修改相互独立。

●   Durability（持久性）：事务结束后，事务处理的结果必须能够得到固化。

2.事务的语句
　开始事物：BEGIN TRANSACTION
　提交事物：COMMIT TRANSACTION
　回滚事务：ROLLBACK TRANSACTION
3.事务的4个属性
     ①原子性(Atomicity)：事务中的所有元素作为一个整体提交或回滚，事务的个元素是不可分的，事务是一个完整操作。
  ②一致性(Consistemcy)：事物完成时，数据必须是一致的，也就是说，和事物开始之前，数据存储中的数据处于一致状态。保证数据的无损。
  ③隔离性(Isolation)：对数据进行修改的多个事务是彼此隔离的。这表明事务必须是独立的，不应该以任何方式以来于或影响其他事务。
  ④持久性(Durability)：事务完成之后，它对于系统的影响是永久的，该修改即使出现系统故障也将一直保留，真实的修改了数据库
4.事务的保存点
     SAVE TRANSACTION 保存点名称 --自定义保存点的名称和位置
     ROLLBACK TRANSACTION 保存点名称 --回滚到自定义的保存点

 

 其他高手的一些补充：

 事务的标准定义： 指作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作，而这些逻辑工作单元需要具有原子性，  一致性，隔离性和持久性四个属性，统称为ACID特性。

所谓事务是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。例如,在关系数据库中,一个事务可以是一条SQL语句、一组SQL语句或整个程序。 
事务和程序是两个概念。一般地讲,一个程序中包含多个事务。
事务的开始与结束可以由用户显式控制。如果用户没有显式地定义事务,则由DBMS按缺省规定自动划分事 
务。在SQL语言中,定义事务的语句有三条： 
BEGIN TRANSACTION 
COMMIT 
ROLLBACK

 

同生共死。。
显示事务被用begin transaction 与 end transaction 标识起来，其中的 update 与delete 语句或者全部执行或者全部不执行。。如：
begin transaction T1
update student
set name='Tank'
where id=2006010
delete from student
where id=2006011
commit
简单地说，事务是一种机制，用以维护数据库的完整性。

其实现形式就是将普通的SQL语句嵌入到Begin Tran...Commit Tran 中（或完整形式 BeginTransaction...Commit Transaction)，当然，必要时还可以使用RollBack Tran 回滚事务，即撤销操作。

利用事务机制，对数据库的操作要么全部执行，要么全部不执行，保证数据库的一致性。需要使用事务的SQL语句通常是更新和删除操作等。

end transaction T1

关于savepoint

用户在事务（transaction）内可以声明（declare）被称为保存点（savepoint）
的标记。保存点将一个大事务划分为较小的片断。

用户可以使用保存点（savepoint）在事务（transaction）内的任意位置作标
记。之后用户在对事务进行回滚操作（rolling back）时，就可以选择从当前
执行位置回滚到事务内的任意一个保存点。例如用户可以在一系列复杂的更
新（update）操作之间插入保存点，如果执行过程中一个语句出现错误，用
户 可以回滚到错误之前的某个保存点，而不必重新提交所有的语句。

在开发应用程序时也同样可以使用保存点（savepoint）。如果一个过程
（procedure）内包含多个函数（function），用户可以在每个函数的开始位置
创建一个保存点。当一个函数失败时，就很容易将数据恢复到函数执行之前
的状态，回滚（roll back）后可以修改参数重新调用函数，或执行相关的错误
处理。

当事务（transaction）被回滚（rollback）到某个保存点（savepoint）后，
Oracle将释放由被回滚语句使用的锁。其他等待被锁资源的事务就可以继续
执行。需要更新（update）被锁数据行的事务也可以继续执行。

将事务（transaction）回滚（roll back）到某个保存点（savepoint）的过程如
下：
1. Oracle 回滚指定保存点之后的语句
2. Oracle 保留指定的保存点，但其后创建的保存点都将被清除
3. Oracle 释放此保存点后获得的表级锁（table lock）与行级锁（row
lock），但之前的数据锁依然保留。

被部分回滚的事务（transaction）依然处于活动状态，可以继续执行。

一个事务（transaction）在等待其他事务的过程中，进行回滚（roll back）到
某个保存点（savepoint）的操作不会释放行级锁（row lock）。为了避免事务
因为不能获得锁而被挂起，应在执行 UPDATE 或 DELETE 操作前使用 FOR
UPDATE ... NOWAIT 语句。（以上内容讲述的是回滚保存点之前所获得的
锁。而在保存点之后获得的行级锁是会被释放的，同时保存点之后执行的
SQL 语句也会被完全回滚）。