Hibernate 性能之事務與并發(fā)

1. 前言

本節(jié)課和大家一起聊一聊事務和并發(fā)。通過本節(jié)課程的學習，你將了解到：

• 什么是事務 ；
• 事務的隔離機制。

2. 事務

什么是事務？

一講到事務，就有一個典型的案例：轉賬。

轉賬業(yè)務涉及到 2 個賬號的變更。例如 A 現(xiàn)在要把自己賬戶上僅有的 100 元大鈔轉給自己的好朋友 B。

轉賬過程中至少要涉及到兩條更新語句：

• A 賬面上的錢減少，使用更新語句實現(xiàn)：

Update 賬號表 set 我的錢=我的錢-100 where 賬號擁有人=A

• B 賬戶上的錢增多，使用更新語句實現(xiàn)：

Update 賬號表 set 我的錢=我的錢+100 where 賬號擁有人=B

如果、萬一這兩條更新語句中有一條沒有執(zhí)行成功，會發(fā)生什么情況了？

• 發(fā)生在 A 身上的更新語句沒有成功，B 的更新語句成功了。也就是說 A 賬面上的錢沒有減少，B 賬面上的錢卻增加了。天呀！這是何等好事，關鍵是這錢是從哪里來的，左想右想，看來只能是銀行里來的，但是，你覺得銀行會做這種傻事嗎？不會！那銀行又是如何保證不讓這種事情發(fā)生了。

• 發(fā)生在 B 身上的更新語句沒有成功，A 的更新語句成功了。也就是說 A 的錢減少了，但是 B 沒有增加。傻眼了吧，莫名其妙的錢就不見了。錢去哪兒了？你會讓這種事情發(fā)生嗎？也不會，你會投訴銀行的。

當然，如果這 2 條 SQL 語句執(zhí)行成功或者失敗，則不會發(fā)生任何損失，可見，咱們必須控制這兩條 SQL 語句要么都成功，要么都失敗。

對！這就是事務。

所謂事務，就是把一個業(yè)務邏輯當成一個邏輯整體單元，其中的執(zhí)行代碼要么一起成功，但凡執(zhí)行過程中出現(xiàn)了某些錯誤，就恢復到最原始的狀態(tài)。

轉賬就是一個業(yè)務邏輯，整個業(yè)務邏輯中至少包括 2 條 SQL 語句，這 2 條 SQL 語句互為依靠，彼此脫單對業(yè)務邏輯沒有任何意義。所以，必須當成一個整體看待。

一個事務單元有 4 個特性，也就是事務的 ACID 特性：

• 原子性（atomicity）： 表示一個事務內(nèi)的所有操作是一個整體，要么全部成功，要么全部失??；
• 一致性（consistency）： 表示一個事務內(nèi)有一個操作失敗時，所有的更改過的數(shù)據(jù)都必須回滾到修改前的狀態(tài)；如前面轉賬案例，轉賬前 A 和 B 加起來有多少錢，無論轉賬是否成功，最后 A 和 B 加起來的錢應該和前面相等；
• 隔離性（isolation）： 事務查看數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)所處的狀態(tài)，要么是另一并發(fā)事務修改它之前的狀態(tài)，要么是另一事務修改它之后的狀態(tài)，事務不會查看中間狀態(tài)的數(shù)據(jù)；
• 持久性（durability）： 事務完成之后，它對于系統(tǒng)的影響是永久性的。事務結束后，就沒有什么后悔藥了。

４ 個特性中除了隔離性都比較好理解。所以，剩下的篇幅中，咱們好好聊一聊隔離性。要講透隔離性，肯定就離不開并發(fā)概念。

什么是并發(fā)？

并發(fā)是計算機中的一個概念，但是在現(xiàn)實生活中還是能找到一個能類比的例子。

火車上，２個人同時去一間洗手間，這個過程可以稱其為并發(fā)。換成計算機概念就是說兩段邏輯代碼同時使用同一個資源。當然，這里只是從宏觀上理解并發(fā)。

老公和老婆共用一個賬號，大家需要錢時都從這個賬號上取，可假設老公和老婆就是兩個事務，這 ２ 個事務如果同時取錢時，就必須隔離，否則就會出現(xiàn)麻煩。

２ 個事務同時進入這個賬號，一查看，很高興，賬面上有錢，于是都想取出這 1000 塊錢。銀行肯定只能讓一個事務成功，要不然銀行就虧大了。

這便是事務的隔離機制，當一個事務對一個資源進行操作時，必須隔離另一個事務對其進行相關操作。

但是，如果隔離的太嚴格了，事務之間就如同排隊，需要一個一個來，將會降低系統(tǒng)的響應時間，使用者會認為，切！這系統(tǒng)設計的夠糟糕的，睡了一覺，還沒有響應。

如果隔離的太寬松了，受事務之間的影響，會發(fā)生數(shù)據(jù)的異常。

所以在 JDBC 中一般會提供多種隔離機制，讓開發(fā)者根據(jù)需要進行選擇。
事務隔離級別從低到高：

• 讀取未提交（Read Uncommitted)；
• 讀取已提交 (Read Committed)；
• 可重復讀（Repeatable Read)；
• 序列化（serializable)。

如何選擇，當然是需要根據(jù)業(yè)務需要進行設定。

不同的隔離機制下，并發(fā)的事務之間會發(fā)生一些什么樣的事情？

3. 隔離與并發(fā)

3.1 讀取未提交（Read Uncommitted)

字面上理解，可以讀取沒有提交的數(shù)據(jù)，這是最低的事務隔離級別：

• 讀事務不會阻塞讀事務和寫事務，寫事務也不會阻塞讀事務，但是會阻塞寫事務；
• 寫事務不阻塞讀事務，可以讀取未提交的數(shù)據(jù)。

后果是，會出現(xiàn)臟讀現(xiàn)象。

如果財務工作人員在更新公司員工工資時，不小心把 A 同事的原工資 2000 改成了 8000，但馬上發(fā)現(xiàn)了錯誤，立馬更正過來。改過就好，不傷大雅。

問題是，如果在財務工作人員修改時，A 同事恰好也在查看自己的賬號，因為可看到別的事務沒有提交的數(shù)據(jù)，天降財富呀，眼睛沒花吧，工資漲成 8000 元了。

如果晚上回家告訴了老婆，第二天再一查，工資還是 2000 。請問下班后該如何向老婆交待！

這就叫臟讀。當然，并不是沒有解決的辦法。

臟讀解決方案：在財務人員的事務提交前，任何其他事務不可讀取其修改過的值，則可以避免 A 同事回家挨罵的悲劇。

3.2 讀取已提交 (Read Committed)

這個比前面的要嚴格點，只能讀已經(jīng)提交的，就不會出現(xiàn)臟讀情況。

• 寫事務會阻塞讀事務和寫事務，但是讀事務不會阻塞讀事務和寫事務。
• 讀事務不阻塞寫事務

但是有可能造成不可重復讀。

如果 A 同事聽說老板要給自己漲工資，查看了一下賬號，唉！還是只有 1000 元，心情好糟糕。

此時財務人員對 A 同事的賬號進行了修改了，變成 2000，并提交了事務。A 同事再次讀取時，工資變成 2000。此時就不知道是自己眼花還是在做夢。這就是不可重復，意思就是說，在這種隔離下，你最好不要有事沒事的反復讀，可能會出現(xiàn)前后讀出來的數(shù)據(jù)不一致的情況。

3.3 可重復讀（Repeatable Read)

• 讀事務會阻塞寫事務，但是讀事務不會阻塞讀事務，寫事務會阻塞寫事務和讀事務；
• 讀事務不阻塞讀事務 (針對的是記錄而不是表)。

可能會造成幻讀問題：

幻讀是針對事務期間所插入的新數(shù)據(jù)而言。

如財務人員統(tǒng)計一下所有工資為 1000 的員工，這時人事向員工表插入了一條新記錄，工資也是 1000 。財務人員再次讀取所有工資為 1000 的員工， 共讀取到了 11 條記錄。

可采用對表加鎖的方式避免幻讀的事情發(fā)生，一般情況下不會過于關心是否會發(fā)生幻讀。

3.4 序列化（serializable)

這算是最嚴格的隔離級別，如果設置成這個級別，就不會出現(xiàn)以上所有的問題題（臟讀，不可重復讀，幻影讀）。但是，性能極低，一般不用！

4. 小結

好了，到了該總結的時候了。本節(jié)課向大家介紹了事務機制，重點講解了事務的隔離機制。

隔離策略，就如同交通法則，壓一點點實線；紅燈時，車頭出了暫停線一點點都要罰錢，大家開車就只能小心翼翼啦， 交通的暢通性就會降低。

但是，如果太放寬，就容易發(fā)生交通事故。

所以呀！隔離機制要根據(jù)實際情況進行選擇。