一.数据库事务概述
事务首先是一系列操作组成的工作单元,该工作单元内的操作是不可分割的,即要么所有操作都做,要么所有操作都不做,这就是事务。
事务必需满足ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)特性,缺一不可:
1.原子性(Atomicity):即事务是不可分割的最小工作单元,事务内的操作要么全做,要么全不做;
2.一致性(Consistency):在事务执行前数据库的数据处于正确的状态,而事务执行完成后数据库的数据还是处于正确的状态,即数据完整性约束没有被破坏;如银行转帐,A转帐给B,
必须保证A的钱一定转给B,一定不会出现A的钱转了但B没收到,否则数据库的数据就处于不一致(不正确)的状态。
3.隔离性(Isolation):并发事务执行之间无影响,在一个事务内部的操作对其他事务是不产生影响,这需要事务隔离级别来指定隔离性;
4.持久性(Durability):事务一旦执行成功,它对数据库的数据的改变必须是永久的,不会因比如遇到系统故障或断电造成数据不一致或丢失。
在实际项目开发中数据库操作一般都是并发执行的,即有多个事务并发执行,并发执行就可能遇到问题,目前常见的问题如下:
1.丢失更新:两个事务同时更新一行数据,最后一个事务的更新会覆盖掉第一个事务的更新,从而导致第一个事务更新的数据丢失,这是由于没有加锁造成的;
2.脏读:一个事务看到了另一个事务未提交的更新数据;
3.不可重复读:在同一事务中,多次读取同一数据却返回不同的结果;也就是有其他事务更改了这些数据;
4.幻读:一个事务在执行过程中读取到了另一个事务已提交的插入数据;即在第一个事务开始时读取到一批数据,但此后另一个事务又插入了新数据并提交,
此时第一个事务又读取这批数据但发现多了一条,即好像发生幻觉一样。
为了解决这些并发问题,需要通过数据库隔离级别来解决,在标准SQL规范中定义了四种隔离级别:
1.未提交读(Read Uncommitted):最低隔离级别,一个事务能读取到别的事务未提交的更新数据,很不安全,可能出现丢失更新、脏读、不可重复读、幻读;
2.提交读(Read Committed):一个事务能读取到别的事务提交的更新数据,不能看到未提交的更新数据,不可能可能出现丢失更新、脏读,但可能出现不可重复读、幻读;
3.可重复读(Repeatable Read):保证同一事务中先后执行的多次查询将返回同一结果,不受其他事务影响,可能可能出现丢失更新、脏读、不可重复读,但可能出现幻读;
4.序列化(Serializable):最高隔离级别,不允许事务并发执行,而必须串行化执行,最安全,不可能出现更新、脏读、不可重复读、幻读。
隔离级别越高,数据库事务并发执行性能越差,能处理的操作越少。因此在实际项目开发中为了考虑并发性能一般使用提交读隔离级别,
它能避免丢失更新和脏读,尽管不可重复读和幻读不能避免,但可以在可能出现的场合使用悲观锁或乐观锁来解决这些问题。
二.事务类型
数据库事务类型有本地事务和分布式事务:
1.本地事务:就是普通事务,能保证单台数据库上的操作的ACID,被限定在一台数据库上;
2.分布式事务:涉及两个 或多个数据库源的事务,即跨越多台同类或异类数据库的事务(由每台数据库的本地事务组成的),
分布式事务旨在保证这些本地事务的所有操作的ACID,使事务可以跨越多台数据库;
Java事务类型有JDBC事务和JTA事务:
1.JDBC事务:就是数据库事务类型中的本地事务,通过Connection对象的控制来管理事务;
2.JTA事务:JTA指Java事务API(Java Transaction API),是Java EE数据库事务规范, JTA只提供了事务管理接口,
由应用程序服务器厂商(如WebSphere Application Server)提供实现,JTA事务比JDBC更强大,支持分布式事务。
Java EE事务类型有本地事务和全局事务:
1.本地事务:使用JDBC编程实现事务;
2.全局事务:由应用程序服务器提供,使用JTA事务;
按是否通过编程实现事务有声明式事务和编程式事务;
1.声明式事务: 通过注解或XML配置文件指定事务信息;
2.编程式事务:通过编写代码实现事务。
三.Spring提供的事务管理
Spring框架最核心功能之一就是事务管理,而且提供一致的事务管理抽象,这能帮助我们:
1.提供一致的编程式事务管理API,不管使用Spring JDBC框架还是集成第三方框架使用该API进行事务编程;
2.无侵入式的声明式事务支持。
Spring支持声明式事务和编程式事务事务类型。
四.事务管理器
概述
Spring框架支持事务管理的核心是事务管理器抽象,对于不同的数据访问框架(如Hibernate)通过实现策略接口PlatformTransactionManager,
从而能支持各种数据访问框架的事务管理,PlatformTransactionManager接口定义如下:
public interface PlatformTransactionManager {
TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition) throws TransactionException;
void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}
getTransaction():返回一个已经激活的事务或创建一个新的事务(根据给定的TransactionDefinition类型参数定义的事务属性),返回的是TransactionStatus对象代表了当前事务的状态,
其中该方法抛出TransactionException(未检查异常)表示事务由于某种原因失败。
commit():用于提交TransactionStatus参数代表的事务,具体语义请参考Spring Javadoc;
rollback():用于回滚TransactionStatus参数代表的事务,具体语义请参考Spring Javadoc。
TransactionDefinition接口定义如下:
public interface TransactionDefinition {
int getPropagationBehavior();
int getIsolationLevel();
int getTimeout();
boolean isReadOnly();
String getName();
}
- getPropagationBehavior():返回定义的事务传播行为;
- getIsolationLevel():返回定义的事务隔离级别;
- getTimeout():返回定义的事务超时时间;
- isReadOnly():返回定义的事务是否是只读的;
- getName():返回定义的事务名字。
TransactionStatus接口定义如下:
public interface TransactionStatus extends SavepointManager {
boolean isNewTransaction();
boolean hasSavepoint();
void setRollbackOnly();
boolean isRollbackOnly();
void flush();
boolean isCompleted();
}
- isNewTransaction():返回当前事务状态是否是新事务;
- hasSavepoint():返回当前事务是否有保存点;
- setRollbackOnly():设置当前事务应该回滚;
- isRollbackOnly(():返回当前事务是否应该回滚;
- flush():用于刷新底层会话中的修改到数据库,一般用于刷新如Hibernate/JPA的会话,可能对如JDBC类型的事务无任何影响;
- isCompleted():当前事务否已经完成。
五.内置事务管理器实现
Spring提供了许多内置事务管理器实现:
1.DataSourceTransactionManager:位于org.springframework.jdbc.datasource包中,数据源事务管理器,提供对单个javax.sql.DataSource事务管理,
用于Spring JDBC抽象框架、iBATIS或MyBatis框架的事务管理;
2.JdoTransactionManager:位于org.springframework.orm.jdo包中,提供对单个javax.jdo.PersistenceManagerFactory事务管理,用于集成JDO框架时的事务管理;
3.JpaTransactionManager:位于org.springframework.orm.jpa包中,提供对单个javax.persistence.EntityManagerFactory事务支持,用于集成JPA实现框架时的事务管理;
4.HibernateTransactionManager:位于org.springframework.orm.hibernate3包中,提供对单个org.hibernate.SessionFactory事务支持,用于集成Hibernate框架时的事务管理;
该事务管理器只支持Hibernate3+版本,且Spring3.0+版本只支持Hibernate 3.2+版本;
5.JtaTransactionManager:位于org.springframework.transaction.jta包中,提供对分布式事务管理的支持,并将事务管理委托给Java EE应用服务器事务管理器;
6.OC4JjtaTransactionManager:位于org.springframework.transaction.jta包中,Spring提供的对OC4J 10.1.3+应用服务器事务管理器的适配器,此适配器用于对应用服务器提供的高级事务的支持;
7.WebSphereUowTransactionManager:位于org.springframework.transaction.jta包中,Spring提供的对WebSphere 6.0+应用服务器事务管理器的适配器,此适配器用于对应用服务器提供的高级事务的支持;
8.WebLogicJtaTransactionManager:位于org.springframework.transaction.jta包中,Spring提供的对WebLogic 8.1+应用服务器事务管理器的适配器,此适配器用于对应用服务器提供的高级事务的支持。
Spring不仅提供这些事务管理器,还提供对如JMS事务管理的管理器等,Spring提供一致的事务抽象如图9-1所示。
接下来让我们学习一下如何在Spring配置文件中定义事务管理器:
1、声明对本地事务的支持:
1) JDBC及iBATIS、MyBatis框架事务管理器
<bean id="txManager" class=" org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager"> <property name="dataSource" ref="dataSource"/> </bean>
通过dataSource属性指定需要事务管理的单个javax.sql.DataSource对象。
2) Jdo事务管理器
<bean id="txManager" class=" org.springframework.orm.jdo.JdoTransactionManager"> <property name="persistenceManagerFactory" ref="persistenceManagerFactory"/> </bean>
通过persistenceManagerFactory属性指定需要事务管理的javax.jdo.PersistenceManagerFactory对象。
3) Jpa事务管理器
<bean id="txManager" class=" org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager"> <property name="entityManagerFactory" ref="entityManagerFactory"/> </bean>
通过entityManagerFactory属性指定需要事务管理的javax.persistence.EntityManagerFactory对象。
还需要为entityManagerFactory对象指定jpaDialect属性,该属性所对应的对象指定了如何获取连接对象、开启事务、关闭事务等事务管理相关的行为。
<bean id="entityManagerFactory" class="org.springframework.orm.jpa.LocalContainerEntityManagerFactoryBean">
……
<property name="jpaDialect" ref="jpaDialect"/>
</bean>
<bean id="jpaDialect" class="org.springframework.orm.jpa.vendor.HibernateJpaDialect"/>
4) Hibernate事务管理器
<bean id="txManager" class=" org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager"> <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory"/> </bean>
通过entityManagerFactory属性指定需要事务管理的org.hibernate.SessionFactory对象。
2、Spring对全局事务的支持:
1) Jta事务管理器
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:jee="http://www.springframework.org/schema/jee" xsi:schemaLocation=" http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd http://www.springframework.org/schema/jee http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-3.0.xsd"> <jee:jndi-lookup id="dataSource" jndi-name="jdbc/test"/> <bean id="txManager" class="org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager"> <property name="transactionManagerName" value=" java:comp/TransactionManager"/> </bean> </beans>
“dataSource”Bean表示从JNDI中获取的数据源,而txManager是JTA事务管理器,其中属性transactionManagerName指定了JTA事务管理器的JNDI名字,从而将事务管理委托给该事务管理器。
这只是最简单的配置方式,更复杂的形式请参考Spring Javadoc。
在此我们再介绍两个不依赖于应用服务器的开源JTA事务实现:JOTM和Atomikos Transactions Essentials。
1.JOTM:即基于Java开放事务管理器(Java Open Transaction Manager),实现JTA规范,能够运行在非应用服务器环境中,Web容器或独立Java SE环境,官网地址: http://jotm.objectweb.org/。
2.Atomikos Transactions Essentials:其为Atomikos开发的事务管理器,该产品属于开源产品,另外还一个商业的Extreme Transactions。官网地址为:http://www.atomikos.com。
对于以上JTA事务管理器使用,本文作者只是做演示使用,如果在实际项目中需要不依赖于应用服务器的JTA事务支持,需详细测试并选择合适的。
在本文中将使用Atomikos Transactions Essentials来进行演示JTA事务使用,由于Atomikos对hsqldb分布式支持不是很好,
在Atomikos官网中列出如下兼容的数据库:Oracle、Informix、FirstSQL、DB2、MySQL、SQLServer、Sybase,这不代表其他数据库不支持,
而是Atomikos团队没完全测试,在此作者决定使用derby内存数据库来演示JTA分布式事务。
首先准备jar包:
(1)准备derby数据jar包,到下载的spring-framework-3.0.5.RELEASE-dependencies.zip中拷贝如下jar包:
com.springsource.org.apache.derby-10.5.1000001.764942.jar
(2)准备Atomikos Transactions Essentials 对JTA事务支持的JTA包,此处使用AtomikosTransactionsEssentials 3.5.5版本,
到官网下载AtomikosTransactionsEssentials-3.5.5.zip,拷贝如下jar包到类路径:
atomikos-util.jar
transactions-api.jar
transactions-essentials-all.jar
transactions-jdbc.jar
transactions-jta.jar
transactions.jar
将如上jar包放在lib\atomikos目录下,并添加到类路径中。
接下来看一下在Spring中如何配置AtomikosTransactionsEssentials JTA事务:
(1)配置分布式数据源:
<bean id="dataSource1" class="com.atomikos.jdbc.AtomikosDataSourceBean" init-method="init" destroy-method="close">
<property name="uniqueResourceName" value="jdbc/test1"/>
<property name="xaDataSourceClassName" value="org.apache.derby.jdbc.EmbeddedXADataSource"/>
<property name="poolSize" value="5"/>
<property name="xaProperties">
<props>
<prop key="databaseName">test1</prop>
<prop key="createDatabase">create</prop>
</props>
</property>
</bean>
<bean id="dataSource2" class="com.atomikos.jdbc.AtomikosDataSourceBean"
init-method="init" destroy-method="close">
……
</bean>
在此我们配置两个分布式数据源:使用com.atomikos.jdbc.AtomikosDataSourceBean来配置AtomikosTransactionsEssentials分布式数据源:
1.uniqueResourceName表示唯一资源名,如有多个数据源不可重复;
2.xaDataSourceClassName是具体分布式数据源厂商实现;
3.poolSize是数据连接池大小;
4.xaProperties属性指定具体厂商数据库属性,如databaseName指定数据库名,createDatabase表示启动derby内嵌数据库时创建databaseName指定的数据库。
在此我们还有定义了一个“dataSource2”Bean,其属性和“DataSource1”除以下不一样其他完全一样:
1.uniqueResourceName:因为不能重复,因此此处使用jdbc/test2;
2.databaseName:我们需要指定两个数据库,因此此处我们指定为test2。
(1)配置事务管理器:
<bean id="atomikosTransactionManager" class = "com.atomikos.icatch.jta.UserTransactionManager" init-method="init" destroy-method = "close"> <property name="forceShutdown" value="true"/> </bean> <bean id="atomikosUserTransaction" class="com.atomikos.icatch.jta.UserTransactionImp"> </bean> <bean id="transactionManager" class="org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager"> <property name="transactionManager"> <ref bean="atomikosTransactionManager"/> </property> <property name="userTransaction"> <ref bean="atomikosUserTransaction"/> </property> </bean>
1.atomikosTransactionManager:定义了AtomikosTransactionsEssentials事务管理器;
2.atomikosUserTransaction:定义UserTransaction,该Bean是线程安全的;
3.transactionManager:定义Spring事务管理器,transactionManager属性指定外部事务管理器(真正的事务管理者),使用userTransaction指定UserTransaction,
该属性一般用于本地JTA实现,如果使用应用服务器事务管理器,该属性将自动从JNDI获取。
配置完毕,是不是也挺简单的,但是如果确实需要使用JTA事务,请首先选择应用服务器事务管理器,本示例不适合生产环境,如果非要运用到生产环境,
可以考虑购买AtomikosTransactionsEssentials商业支持。
a) 特定服务器事务管理器
Spring还提供了对特定应用服务器事务管理器集成的支持,目前提供对IBM WebSphere、BEA WebLogic、 Oracle OC4J应用服务器高级事务的支持,具体使用请参考Spring Javadoc。