Hibernate的事务管理

Hibernate的事务管理

事务（Transaction）是工作中的基本逻辑单位，可以用于确保数据库能够被正确修改，避免数据只修改了一部分而导致数据不完整，或者在修改时受到用户干扰。作为一名软件设计师，必须了解事务并合理利用，以确保数据库保存正确、完整的数据。数据库向用户提供保存当前程序状态的方法，叫事务提交（commit）；当事务执行过程中，使数据库忽略当前的状态并回到前面保存的状态的方法叫事务回滚（rollback）。

1  事务的特性

事务具备原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）4个属性，简称ACID。下面对这4个特性分别进行说明。

原子性：将事务中所做的操作捆绑成一个原子单元，即对于事务所进行的数据修改等操作，要么全部执行，要么全部不执行。

一致性：事务在完成时，必须使所有的数据都保持一致状态，而且在相关数据中，所有规则都必须应用于事务的修改，以保持所有数据的完整性。事务结束时，所有的内部数据结构都应该是正确的。

隔离性：由并发事务所做的修改必须与任何其他事务所做的修改相隔离。事务查看数据时数据所处的状态，要么是被另一并发事务修改之前的状态，要么是被另一并发事务修改之后的状态，即事务不会查看由另一个并发事务正在修改的数据。这种隔离方式也叫可串行性。

持久性：事务完成之后，它对系统的影响是永久的，即使出现系统故障也是如此。

2  事务隔离

事务隔离意味着对于某一个正在运行的事务来说，好像系统中只有这一个事务，其他并发的事务都不存在一样。在大部分情况下，很少使用完全隔离的事务。但不完全隔离的事务会带来如下一些问题。

更新丢失（Lost Update）：两个事务都企图去更新一行数据，导致事务抛出异常退出，两个事务的更新都白费了。  脏数据（Dirty Read）：如果第二个应用程序使用了第一个应用程序修改过的数据，而这个数据处于未提交状态，这时就会发生脏读。第一个应用程序随后可能会请求回滚被修改的数据，从而导致第二个事务使用的数据被损坏，即所谓的“变脏”。  不可重读（Unrepeatable Read）：一个事务两次读同一行数据，可是这两次读到的数据不一样，就叫不可重读。如果一个事务在提交数据之前，另一个事务可以修改和删除这些数据，就会发生不可重读。  幻读（Phantom Read）：一个事务执行了两次查询，发现第二次查询结果比第一次查询多出了一行，这可能是因为另一个事务在这两次查询之间插入了新行。针对由事务的不完全隔离所引起的上述问题，提出了一些隔离级别，用来防范这些问题。  读操作未提交（Read Uncommitted）：说明一个事务在提交前，其变化对于其他事务来说是可见的。这样脏读、不可重读和幻读都是允许的。当一个事务已经写入一行数据但未提交，其他事务都不能再写入此行数据；但是，任何事务都可以读任何数据。这个隔离级别使用排写锁实现。  读操作已提交（Read Committed）：读取未提交的数据是不允许的，它使用临时的共读锁和排写锁实现。这种隔离级别不允许脏读，但不可重读和幻读是允许的。  可重读（Repeatable Read）：说明事务保证能够再次读取相同的数据而不会失败。此隔离级别不允许脏读和不可重读，但幻读会出现。  可串行化（Serializable）：提供最严格的事务隔离。这个隔离级别不允许事务并行执行，只允许串行执行。这样，脏读、不可重读或幻读都可发生。

事务隔离与隔离级别的关系如表9-2所示。

表9-2  事务隔离与隔离级别的关系

 

隔 离 级 别	脏读（Dirty Read）	不可重读（Unrepeatable read）	幻读（Phantom Read）
读操作未提交（Read Uncommitted）	可能	可能	可能
读操作已提交（Read Committed）	不可能	可能	可能
可重读（Repeatable Read）	不可能	不可能	可能
可串行化（Serializable）	不可能	不可能	不可能

 

在一个实际应用中，开发者经常不能确定使用什么样的隔离级别。太严厉的级别将降低并发事务的性能，但是不足够的隔离级别又会产生一些小的Bug，而这些Bug只会在系统重负荷（也就是并发严重时）的情况下才会出现。

一般来说，读操作未提交（Read Uncommitted）是很危险的。一个事务的回滚或失败都会影响到另一个并行的事务，或者说在内存中留下和数据库中不一致的数据。这些数据可能会被另一个事务读取并提交到数据库中。这是完全不允许的。

另外，大部分程序并不需要可串行化隔离（Serializable Isolation）。虽然，它不允许幻读，但一般来说，幻读并不是一个大问题。可串行化隔离需要很大的系统开支，很少有人在实际开发中使用这种事务隔离模式。

现在留下来的可选的隔离级别是读操作已提交（Read Committed）和可重读（Repeatable Read）。Hibernate可以很好地支持可重读（Repeatable Read）隔离级别。

 

3  在Hibernate配置文件中设置隔离级别

JDBC连接数据库使用的是默认隔离级别，即读操作已提交（Read Committed）和可重读（Repeatable Read）。在Hibernate的配置文件hibernate.properties中，可以修改隔离级别：

#hibernate.connection.isolation 4

在上一行代码中，Hibernate事务的隔离级别是4，这是什么意思呢？级别的数字意义如下。

1：读操作未提交（Read Uncommitted） 2：读操作已提交（Read Committed） 4：可重读（Repeatable Read） 8：可串行化（Serializable）

因此，数字4表示“可重读”隔离级别。如果要使以上语句有效，应把此语句行前的注释符“#”去掉：

hibernate.connection.isolation 4

也可以在配置文件hibernate.cfg.xml中加入以下代码：

 <session-factory>
…..
//把隔离级别设置为4
<property name=” hibernate.connection.isolation”>4</property>
……
</session-factory>

在开始一个事务之前，Hibernate从配置文件中获得隔离级别的值。

 

4  在Hibernate中使用JDBC事务

Hibernate对JDBC进行了轻量级的封装，它本身在设计时并不具备事务处理功能。Hibernate将底层的JDBCTransaction或JTATransaction进行了封装，再在外面套上Transaction和Session的外壳，其实是通过委托底层的JDBC或JTA来实现事务的处理功能的。

要在Hibernate中使用事务，可以在它的配置文件中指定使用JDBCTransaction或者JTATransaction。在hibernate.properties中，查找“transaction.factory_class”关键字，得到以下配置：

# hibernate.transaction.factory_class  org.hibernate.transaction.JTATransactionFactory
# hibernate.transaction.factory_class  org.hibernate.transaction.JDBCTransactionFactory

Hibernate的事务工厂类可以设置成JDBCTransactionFactory或者JTATransactionFactory。如果不进行配置，Hibernate就会认为系统使用的事务是JDBC事务。

在JDBC的提交模式（commit mode）中，如果数据库连接是自动提交模式（auto commit mode），那么在每一条SQL语句执行后事务都将被提交，提交后如果还有任务，那么一个新的事务又开始了。

Hibernate在Session控制下，在取得数据库连接后，就立刻取消自动提交模式，即Hibernate在一个执行Session的beginTransaction()方法后，就自动调用JDBC层的setAutoCommit(false)。如果想自己提供数据库连接并使用自己的SQL语句，为了实现事务，那么一开始就要把自动提交关掉（setAutoCommit(false)），并在事务结束时提交事务。

使用JDBC事务是进行事务管理最简单的实现方式，Hibernate对于JDBC事务的封装也很简单。下面是一个在Hibernate中使用JDBC事务的例子：

try {
Session session = HibernateUtil.currentSession();
Transaction tx = session.beginTransaction();  //在默认情况下，开启一个JDBC事物
for(int i=0; i<10; i++)  {
Student stu = new Student();
stu.setName("Student" + i);
session.save(stu);
}
tx.commit(); //提交事务
session.close();
} catch(Exception e) {…
tx.rollback();   //事务回滚
}

 

5  在Hibernate中使用JTA事务

JTA（Java Transaction API）是事务服务的J2EE解决方案。本质上，它是描述事务接口的J2EE模型的一部分，开发人员直接使用该接口或者通过J2EE容器使用该接口来确保业务逻辑能够可靠地运行。

JTA有3个接口，它们分别是UserTransaction接口、TransactionManager接口和Transaction接口。这些接口共享公共的事物操作，例如commit()和rollback()，但也包含特殊的事务操作，例如suspend()、resume()和enlist()，它们只出现在特定的接口上，以便在实现中允许一定程度的访问控制。

在一个具有多个数据库的系统中，可能一个程序会调用几个数据库中的数据，需要一种分布式事务，或者准备用JTA来管理跨Session的长事务，那么就需要使用JTA事务。下面介绍如何在Hibernate的配置文件中配置JTA事务。在hibernate.properties文件中设置如下（把JTATransactionFactory所在的配置行的注释符“#”取消掉）：

hibernate.transaction.factory_class  org.hibernate.transaction.JTATransactionFactory
# hibernate.transaction.factory_class  org.hibernate.transaction.JDBCTransactionFactory

或者在hibernate.cfg.xml文件中配置如下：

<session-factory>
…..
<property name=” hibernate.transaction.factory_class”>
org.hibernate.transaction.JTATransactionFactory
</property>
……
</session-factory>

下面是一个应用JTA事务的例子：

javax.transaction.UserTransaction tx = null;
tx = new initialContext().lookup(” javax.transaction.UserTransaction ”) ;
tx.begin();
Session s1 = sf.openSession();
……
s1.flush();  s1.close();
Session s2 = sf.openSession();
……
s2.flush();  s2.close();
tx.commit();