面试题：Java数据库事务管理及隔离级别在实际编程中的应用

事务的ACID特性

原子性（Atomicity）：
- 事务中的所有操作要么全部成功提交，要么全部失败回滚，就像一个不可分割的原子一样。例如，在银行转账操作中，从账户A向账户B转账100元，这涉及从账户A扣除100元以及向账户B增加100元两个操作。这两个操作必须作为一个整体执行，如果其中一个操作失败（比如账户A余额不足），整个转账事务应回滚，保证数据的一致性，不会出现账户A钱扣了但账户B没收到的情况。
一致性（Consistency）：
- 事务执行前后，数据库的完整性约束没有被破坏。例如，在上述银行转账例子中，转账前A + B的总金额等于转账后A + B的总金额，数据库的一致性得到维护。数据库中的各种约束（如主键约束、外键约束等）必须在事务结束后仍然成立。
隔离性（Isolation）：
- 多个并发事务之间相互隔离，一个事务的执行不能被其他事务干扰。不同的事务隔离级别决定了这种隔离的程度。例如，在高并发场景下，多个用户同时进行转账操作，隔离性确保每个用户的操作相互不影响，不会出现数据混乱的情况。
持久性（Durability）：
- 一旦事务提交，对数据库的修改就是永久性的。即使系统崩溃或出现其他故障，已提交的事务对数据的修改也不会丢失。例如，银行转账事务提交后，无论后续系统发生什么情况，账户A和账户B的余额变化都是确定且持久的。

不同事务隔离级别在并发操作数据库时的问题及避免方法

读未提交（Read Uncommitted）：
- 问题：会出现脏读（Dirty Read），即一个事务可以读取到另一个未提交事务的数据。例如，事务T1更新了一条记录，但未提交，事务T2此时读取了这条更新后的数据，如果T1随后回滚，T2读取到的数据就是无效的“脏数据”。
- 避免方法：提高事务隔离级别到读已提交或更高。
读已提交（Read Committed）：
- 问题：会出现不可重复读（Non - Repeatable Read），在一个事务内多次读取同一数据，由于其他事务的修改并提交，导致每次读取结果不一致。例如，事务T1读取了一条记录，事务T2对该记录进行了修改并提交，T1再次读取时得到不同的结果。
- 避免方法：将事务隔离级别提高到可重复读。
可重复读（Repeatable Read）：
- 问题：会出现幻读（Phantom Read），在一个事务内执行相同的查询，由于其他事务插入新数据并提交，导致查询结果集的行数发生变化。例如，事务T1查询符合某条件的记录集，事务T2插入了符合该条件的新记录并提交，T1再次执行相同查询时，结果集中多了T2插入的记录。
- 避免方法：将事务隔离级别提高到串行化。
串行化（Serializable）：
- 问题：由于事务是串行执行的，并发性能极低，会严重影响系统的吞吐量。
- 避免方法：在实际应用中，只有在对数据一致性要求极高且并发量较小的场景下使用。一般可根据业务需求，选择较低的隔离级别以提高并发性能。

在Java代码中通过JDBC或Spring框架来管理事务

通过JDBC管理事务：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;

public class JdbcTransactionExample {
    public static void main(String[] args) {
        Connection connection = null;
        PreparedStatement pstmt1 = null;
        PreparedStatement pstmt2 = null;
        try {
            // 加载数据库驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            // 获取数据库连接
            connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb", "root", "password");
            // 关闭自动提交，开启事务
            connection.setAutoCommit(false);
            // 执行第一个SQL语句
            String sql1 = "UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_id = 1";
            pstmt1 = connection.prepareStatement(sql1);
            pstmt1.executeUpdate();
            // 执行第二个SQL语句
            String sql2 = "UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_id = 2";
            pstmt2 = connection.prepareStatement(sql2);
            pstmt2.executeUpdate();
            // 提交事务
            connection.commit();
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            if (connection != null) {
                try {
                    // 回滚事务
                    connection.rollback();
                } catch (SQLException ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
            }
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (pstmt1 != null) {
                try {
                    pstmt1.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (pstmt2 != null) {
                try {
                    pstmt2.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (connection != null) {
                try {
                    connection.close();
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

通过Spring框架管理事务：

基于XML配置：

配置数据源和事务管理器：

<bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource">
    <property name="driverClassName" value="com.mysql.cj.jdbc.Driver"/>
    <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/mydb"/>
    <property name="username" value="root"/>
    <property name="password" value="password"/>
</bean>
<bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
    <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
</bean>
<tx:annotation - driven transaction - manager="transactionManager"/>

在Service层使用事务注解：

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
public class AccountService {
    @Transactional
    public void transfer(int fromAccountId, int toAccountId, double amount) {
        // 转账逻辑，调用DAO层方法更新数据库
    }
}

基于Java配置：

import org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;

import javax.sql.DataSource;

@Configuration
@ComponentScan(basePackages = "com.example")
@EnableTransactionManagement
public class AppConfig {
    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource();
        dataSource.setDriverClassName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        dataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
        dataSource.setUsername("root");
        dataSource.setPassword("password");
        return dataSource;
    }
    @Bean
    public PlatformTransactionManager transactionManager() {
        return new DataSourceTransactionManager(dataSource());
    }
}

Service层同样使用@Transactional注解进行事务管理：

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
public class AccountService {
    @Transactional
    public void transfer(int fromAccountId, int toAccountId, double amount) {
        // 转账逻辑，调用DAO层方法更新数据库
    }
}

星途面试题库

面试题：Java数据库事务管理及隔离级别在实际编程中的应用

知识考点

面试题答案

事务的ACID特性

不同事务隔离级别在并发操作数据库时的问题及避免方法

在Java代码中通过JDBC或Spring框架来管理事务