58、事务的基本特性和隔离级别

**事务的基本特性**

在数据库系统中，事务是指一个或多个操作组成的逻辑单元，它们要么全部成功，要么全部失败。事务的基本特性包括原子性、持久性、一致性和隔离性。

### 原子性原子性是指事务中的所有操作要么全部执行，要么全部不执行。这意味着如果一个事务中有多个操作，任何一个操作的失败都会导致整个事务的失败。例如，在银行转账系统中，如果从一个账户转出金额，但由于网络问题导致转入账户未能收到金额，那么整个转账事务应该被回滚。

### 持久性持久性是指一旦事务执行完成后，其结果将永久保存，即使发生了系统崩溃或断电。例如，在银行转账系统中，如果从一个账户转出金额并成功到达转入账户，那么这笔金额应该被永久保存。

### 一致性一致性是指事务执行前和执行后的数据库状态保持一致。例如，在银行转账系统中，如果从一个账户转出金额并成功到达转入账户，那么两个账户的总金额应该相等。

### 隔离性隔离性是指多个事务之间不会互相干扰，各自执行完毕后才会合并结果。例如，在银行转账系统中，如果有多个用户同时进行转账操作，那么每个用户的转账操作应该独立于其他用户，不会因为其他用户的操作而受到影响。

**隔离级别**

隔离级别是指数据库系统在实现事务隔离性时采用的策略。常见的隔离级别包括读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。

###读未提交读未提交是最低级别的隔离级别。在这种级别下，一个事务可以读取另一个事务尚未提交的数据。例如，在银行转账系统中，如果有两个用户同时进行转账操作，那么第一个用户可能会读取到第二个用户尚未提交的转账金额。

###读已提交读已提交是比读未提交更高级别的隔离级别。在这种级别下，一个事务只能读取已经提交的数据。例如，在银行转账系统中，如果有两个用户同时进行转账操作，那么第一个用户只会读取到第二个用户已经提交的转账金额。

### 可重复读可重复读是比读已提交更高级别的隔离级别。在这种级别下，一个事务在执行过程中不会被其他事务干扰。例如，在银行转账系统中，如果有两个用户同时进行转账操作，那么第一个用户会读取到一个固定的数据快照，而第二个用户的操作不会影响到这个快照。

###串行化串行化是最高级别的隔离级别。在这种级别下，所有事务都必须按顺序执行。例如，在银行转账系统中，如果有两个用户同时进行转账操作，那么第一个用户会被强制等待到第二个用户完成其操作后才会继续。

**示例代码**

以下是使用 Java 和 MySQL 的示例代码，演示了不同隔离级别的效果：

javaimport java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class IsolationLevelExample {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
 // 连接数据库 Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "");

 // 设置隔离级别为读未提交 conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED);

 try (PreparedStatement pstmt1 = conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE id =1");
 PreparedStatement pstmt2 = conn.prepareStatement("UPDATE user SET balance = balance +100 WHERE id =1")) {

 // 第一个事务读取用户数据 ResultSet rs = pstmt1.executeQuery();
 System.out.println("第一个事务读取到的用户数据：" + rs.getString(1));

 // 第二个事务更新用户数据 pstmt2.executeUpdate();

 // 第一个事务再次读取用户数据 rs = pstmt1.executeQuery();
 System.out.println("第一个事务再次读取到的用户数据：" + rs.getString(1));
 }

 conn.close();
 }
}

javaimport java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class IsolationLevelExample {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
 // 连接数据库 Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "");

 // 设置隔离级别为读已提交 conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED);

 try (PreparedStatement pstmt1 = conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE id =1");
 PreparedStatement pstmt2 = conn.prepareStatement("UPDATE user SET balance = balance +100 WHERE id =1")) {

 // 第一个事务读取用户数据 ResultSet rs = pstmt1.executeQuery();
 System.out.println("第一个事务读取到的用户数据：" + rs.getString(1));

 // 第二个事务更新用户数据 pstmt2.executeUpdate();

 // 第一个事务再次读取用户数据 rs = pstmt1.executeQuery();
 System.out.println("第一个事务再次读取到的用户数据：" + rs.getString(1));
 }

 conn.close();
 }
}

javaimport java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class IsolationLevelExample {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
 // 连接数据库 Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "");

 // 设置隔离级别为可重复读 conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ);

 try (PreparedStatement pstmt1 = conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE id =1");
 PreparedStatement pstmt2 = conn.prepareStatement("UPDATE user SET balance = balance +100 WHERE id =1")) {

 // 第一个事务读取用户数据 ResultSet rs = pstmt1.executeQuery();
 System.out.println("第一个事务读取到的用户数据：" + rs.getString(1));

 // 第二个事务更新用户数据 pstmt2.executeUpdate();

 // 第一个事务再次读取用户数据 rs = pstmt1.executeQuery();
 System.out.println("第一个事务再次读取到的用户数据：" + rs.getString(1));
 }

 conn.close();
 }
}

javaimport java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class IsolationLevelExample {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
 // 连接数据库 Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "");

 // 设置隔离级别为串行化 conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE);

 try (PreparedStatement pstmt1 = conn.prepareStatement("SELECT * FROM user WHERE id =1");
 PreparedStatement pstmt2 = conn.prepareStatement("UPDATE user SET balance = balance +100 WHERE id =1")) {

 // 第一个事务读取用户数据 ResultSet rs = pstmt1.executeQuery();
 System.out.println("第一个事务读取到的用户数据：" + rs.getString(1));

 // 第二个事务更新用户数据 pstmt2.executeUpdate();

 // 第一个事务再次读取用户数据 rs = pstmt1.executeQuery();
 System.out.println("第一个事务再次读取到的用户数据：" + rs.getString(1));
 }

 conn.close();
 }
}