事务 & 数据库连接池 & DBUtils

迷南。 2022-11-30 12:29 309阅读 0赞

事务 & 数据库连接池 & DBUtils

事务

Transaction，其实指的一组操作，里面包含许多个单一的逻辑。
只要有一个逻辑没有执行成功，那么都算失败。 所有的数据都回归到最初的状态(回滚)。

为什么要有事务?
为了确保逻辑的成功。例子：银行的转账。

1、使用命令行方式演示事务。

（1）开启事务命令：start transaction;

（2）提交，回滚事务命令：
commit：提交事务，数据将会写到磁盘上的数据库
rollback：数据回滚，回到最初的状态。

（3）关闭自动提交功能
在这里插入图片描述

（4）演示事务
在这里插入图片描述

2、使用代码方式演示事务

代码里面的事务，主要是针对连接来的。

（1）通过conn.setAutoCommit(false) 来关闭自动提交的设置
（2）提交事务：conn.commit();
（3）回滚事务：conn.rollback();

  1. public static void main(String[] args){ 
  3.         Connection conn = null;
  4.         PreparedStatement ps = null;
  5.         ResultSet rs = null;
  7.         try { 
  8.             conn = JDBCUtil.getConn();
  10.             //连接，事务默认就是自动提交的。 关闭自动提交。
  11.             conn.setAutoCommit(false);
  13.             String sql = "update account set money = money + ? where id = ?";
  14.             ps = conn.prepareStatement(sql);
  16.             //扣钱，扣ID为1 的100块钱
  17.             ps.setInt(1, -100);
  18.             ps.setInt(2, 1);
  19.             ps.executeUpdate();
  21.             // 模拟中间出现异常
  22.             int a = 10 / 0 ;
  24.             //加钱，给ID为2 加100块钱
  25.             ps.setInt(1, 100);
  26.             ps.setInt(2, 2);
  27.             ps.executeUpdate();
  29.             //成功： 提交事务。
  30.             conn.commit();
  32.         } catch (SQLException e) { 
  33.             try { 
  34.                 //事变： 回滚事务
  35.                 conn.rollback();
  36.             } catch (SQLException e1) { 
  37.                 e1.printStackTrace();
  38.             }
  39.             e.printStackTrace();
  41.         } finally { 
  42.             JDBCUtil.release(conn, ps, rs);
  43.         }
  44.     }

3、事务的特性

（1）原子性
事务中包含的逻辑，不可分割。

（2）一致性
事务执行前后，数据完整性。
语句全部执行成功，或者全部失败。

（3）隔离性
事务与事务之间没有影响，相互隔离。

（4）持久性
事务执行成功，那么数据应该持久保存到磁盘上。

4、事务的安全隐患

不考虑隔离级别设置，那么会出现以下问题。

读的问题：脏读，不可重读读，幻读。

  • 脏读：A事务读到了B事务还未提交的数据。
  • 不可重复读：A事务读到了B事务提交的数据，造成了前后两次查询结果不一致。

5、读未提交 演示

（1）设置A窗口的隔离级别为：读未提交
\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Z1kaPc00-1598238423897)(img/img03.png)\]

（2）AB两个窗口都分别开启事务
在这里插入图片描述

6、读已提交 演示

（1）设置A窗口的隔离级别为：读已提交
\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SyNoW2C1-1598238423903)(img/img05.png)\]

（2）AB两个窗口都开启事务，在B窗口执行更新操作。
在这里插入图片描述

（3）在A窗口两次执行的查询结果不一致。
一次是在B窗口提交事务之前，一次是在B窗口提交事务之后。
在这里插入图片描述

这个隔离级别能够屏蔽，脏读的现象，但是引发了另一个问题，不可重复读。

7、可串行化

（1）如果有一个连接的隔离级别设置为了串行化，那么谁先打开了事务，谁就有了先执行的权利，谁后打开事务，谁就只能得着，等前面的那个事务，提交或者回滚后，才能执行。

但是这种隔离级别一般比较少用，容易造成性能上的问题，效率比较低。

（2）按效率划分，从高到低：
读未提交 > 读已提交 > 可重复读 > 可串行化

（3）按拦截程度，从高到底
可串行化 > 可重复读 > 读已提交 > 读未提交

8、事务总结

（1）需要掌握的：

在代码里面会使用事务：

  • conn.setAutoCommit(false);
  • conn.commit();
  • conn.rollback();

事务只是针对连接连接对象，如果再开一个连接对象，那么还是默认自动提交事务。

（2）需要了解的：

存在安全隐患

读的问题：

  • 脏读：A事务读到了B事务未提交的数据。
  • 不可重复读：A事务读到了B事务已提交的数据，造成前后两次查询结果不一致。
  • 幻读：A事务读到了B事务insert的数据，造成前后查询结果不一致。

写的问题：

  • 丢失更新：A事务更新数据，先提交，B事务也更新对应数据，后提交，造成A事务的提交被覆盖。

（3）隔离级别：

  • 读未提交
    引发了：脏读
  • 读已提交
    解决了：脏读
    引发了：不可重复读
  • 可重复读
    解决了：脏读，不可重复读
    未解决：幻读
  • 可串行化
    解决了：脏读，不可重复读，幻读
    问题全部解决，效率却很低，事务排队执行

MySQL：默认的隔离级别是：可重复读。

Oracle：默认的隔离级别是：读已提交。

（4）丢失更新：
在这里插入图片描述

（5）解决丢失更新

  • 悲观锁：可以在查询的时候，加入 for update。
    在这里插入图片描述
  • 乐观锁：要求程序员自己控制。
    在这里插入图片描述

数据库连接池

数据库的连接对象创建工作，比较消耗性能。

可以一开始先在内存中开辟一块空间（集合），开始先往池子里面放置 多个连接对象。

后面需要连接的话，直接从池子里面去。不要去自己创建连接了。使用完毕，要记得归还连接。确保连接对象能循环利用。
在这里插入图片描述

1、自定义数据库连接池

代码实现：

  1. public class MyDataSource implements DataSource { 
  3.     // 默认初始化数据库连接池中有20个连接对象
  4.     private static List<Connection> list = new ArrayList<>(20);
  5.     // 单例模式，设置一个实例化对象
  6.     private static MyDataSource mds = new MyDataSource();
  8.     // 类加载时，初始化数据库连接池中的连接对象
  9.     static { 
  10.         for (int i = 0; i < 20; i++) { 
  11.             try { 
  12.                 Connection conn = DBUtil.getConnection();
  13.                 mds.list.add(conn);
  14.             } catch (SQLException throwables) { 
  15.                 throwables.printStackTrace();
  16.             }
  17.         }
  18.         System.out.println("静态代码块执行：" + mds.getList().size());
  19.     }
  21.     public static MyDataSource getMds() { 
  22.         return mds;
  23.     }
  25.     public static List<Connection> getList() { 
  26.         return list;
  27.     }
  29.     // 构造方法私有化，确保只有一个实例化对象
  30.     private MyDataSource() { 
  32.     }
  34.     // 从连接池中取出一个数据库连接对象
  35.     @Override
  36.     public Connection getConnection() throws SQLException { 
  37.         Connection conn = null;
  38.         if (list.size() > 1) { 
  39.             Connection connRem = list.remove(0);
  41.             // 抛出包装类对象
  42.             conn = new ConnectionWrap(connRem, list);
  43.         } else {   // 池子里的连接对象快用完了，再添加1个
  44.             list.add(list.get(0));
  45.             Connection connRem = list.remove(0);
  46.             conn = new ConnectionWrap(connRem, list);
  47.         }
  48.         return conn;
  49.     }
  51.     // 额外的方法，归还连接对象
  52.     public static void addBack(Connection conn) { 
  53.         list.add(conn);
  54.     }
  56.     // 这里还有接口实现的其他方法，不用管它
  57. }

出现的问题：

  • 需要额外记住 addBack方法
  • 单例。
  • 无法面向接口编程。

怎么解决? 以addBack为切入点。

解决自定义数据库连接池出现的问题：

由于多了一个addBack()方法，所以使用这个连接池的地方，需要额外记住这个方法，并且还不能面向接口编程。

我们打算修改接口中的那个close方法。 原来的Connection对象的close方法，是真的关闭连接。

打算修改这个close方法，以后在调用close，并不是真的关闭，而是归还连接对象。

如何扩展某一个方法?

原有的方法逻辑，不是我们想要的，想修改成自己的逻辑。

  • 直接改源码，可是无法实现。sun公司已经不允许修改源码了。
  • 继承，必须得知道这个接口的具体实现是谁。也很难做到。
  • 那就使用装饰者模式，额外添加某个功能。 （还有更高级的，动态代理，这里不讲）

2、DBCP开源连接池

先导入jar文件

（1）不使用配置文件的方式：

  1. // dbcp不使用配置文件的方式
  2. public class Test01 { 
  3.     public static void main(String[] args) { 
  5.         // 创建数据源对象
  6.         BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource();
  8.         // 设置一系列配置信息
  9.         dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
  10.         dataSource.setUrl("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/study_test");
  11.         dataSource.setUsername("root");
  12.         dataSource.setPassword("666666");
  14.         // 开始连接
  15.         Connection conn = null;
  16.         PreparedStatement ps = null;
  17.         ResultSet rs = null;
  19.         try { 
  20.             // 获取连接对象
  21.             conn = dataSource.getConnection();
  23.             // 获取预编译的数据库连接对象
  24.             String sql = "select ename, job, sal from emp";
  25.             ps = conn.prepareStatement(sql);
  27.             // 执行sql语句
  28.             rs = ps.executeQuery();
  30.             // 处理查询结果集
  31.             while (rs.next()) { 
  32.                 String ename = rs.getString("ename");
  33.                 String job = rs.getString("job");
  34.                 double sal = rs.getDouble("sal");
  36.                 System.out.println(ename + " " + job + " " + sal);
  37.             }
  39.         } catch (SQLException throwables) { 
  40.             throwables.printStackTrace();
  41.         } finally { 
  42.             DBClose.close(conn, ps, rs);
  43.         }
  44.     }
  45. }

（2）使用配置文件的方式：

  1. // dpcp使用配置文件的方式
  2. public class Test02 { 
  3.     public static void main(String[] args) { 
  5.         /*// 创建数据源对象 BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource(); // 绑定配置文件的信息 dataSource.setConnectionProperties("dbcpconfig.properties"); // 经过测试，此方法行不通*/
  7.         Connection conn = null;
  8.         PreparedStatement ps = null;
  9.         ResultSet rs = null;
  11.         try { 
  13.             // 获取属性配置文件
  14.             InputStream in = new FileInputStream("src/dbcpconfig.properties");
  15.             Properties properties = new Properties();
  16.             properties.load(in);
  17.             // 绑定配置文件的信息
  18.             DataSource dataSource = BasicDataSourceFactory.createDataSource(properties);
  20.             conn = dataSource.getConnection();
  22.             String sql = "select ename, job, sal from emp";
  23.             ps = conn.prepareStatement(sql);
  25.             rs = ps.executeQuery();
  27.             while (rs.next()) { 
  28.                 String ename = rs.getString("ename");
  29.                 String job = rs.getString("job");
  30.                 double sal = rs.getDouble("sal");
  32.                 System.out.println(ename + " " + job + " " + sal);
  33.             }
  34.         } catch (SQLException | FileNotFoundException throwables) { 
  35.             throwables.printStackTrace();
  36.         } catch (Exception e) { 
  37.             e.printStackTrace();
  38.         } finally { 
  39.             // 释放资源
  40.             DBClose.close(conn, ps, rs);
  41.         }
  43.     }
  44. }

3、C3P0开源连接池

先导入jar文件到lib目录。

（1）不使用配置文件的方式

  1. // c3p0不使用配置文件的方式
  2. public class Test01 { 
  3.     public static void main(String[] args) { 
  5.         Connection conn = null;
  6.         PreparedStatement ps = null;
  8.         try { 
  9.             // 创建数据源对象
  10.             ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource();
  12.             // 设置信息
  13.             cpds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
  14.             cpds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/study_test");
  15.             cpds.setUser("root");
  16.             cpds.setPassword("666666");
  18.             // 获取连接
  19.             conn = cpds.getConnection();
  21.             // 获取预编译的数据库操作对象
  22.             String sql = "update t_user set pwd = ? where id = ?";
  23.             ps = conn.prepareStatement(sql);
  25.             // 给占位符传值
  26.             ps.setString(1, "123");
  27.             ps.setString(2, "1");
  29.             // 执行sql语句
  30.             int affectLine = ps.executeUpdate();
  32.             // 处理结果
  33.             System.out.println(affectLine == 1 ? "更新成功" : "更新失败");
  35.         } catch (SQLException | PropertyVetoException throwables) { 
  36.             throwables.printStackTrace();
  37.         } finally { 
  38.             DBClose.close(conn, ps, null);
  39.         }
  40.     }
  41. }

（2）使用配置文件的方式

  1. // c3p0使用配置文件的方式
  2. public class Test02 { 
  3.     public static void main(String[] args) { 
  5.         Connection conn = null;
  6.         PreparedStatement ps = null;
  8.         try { 
  9.             // 创建默认的数据源对象
  10.             // 会自动绑定配置文件c3p0-config.xml，名字必须为这个，不能写错
  11.             ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource();
  13.             // 也可以指定连接oracle数据库
  14.             //ComboPooledDataSource cpds1 = new ComboPooledDataSource("oracle");
  16.             // 获取连接
  17.             conn = cpds.getConnection();
  19.             // 获取预编译的数据库操作对象
  20.             String sql = "update t_user set pwd = ? where id = ?";
  21.             ps = conn.prepareStatement(sql);
  23.             // 给占位符传值
  24.             ps.setString(1, "123");
  25.             ps.setString(2, "1");
  27.             // 执行sql语句
  28.             int affectLine = ps.executeUpdate();
  30.             // 处理结果
  31.             System.out.println(affectLine == 1 ? "更新成功" : "更新失败");
  33.         } catch (SQLException throwables) { 
  34.             throwables.printStackTrace();
  35.         } finally { 
  36.             DBClose.close(conn, ps, null);
  37.         }
  38.     }
  39. }

DBUtils

1、增删改

DBUtils只是帮我们简化了CRUD（增删改查）操作，连接数据库并不是它做的。

（1）针对增加，删除，更新操作

  • queryRunner.update(sql, params);
    使用update()方法，形式参数为语句sql，变长占位符的传值

测试代码：

  1. public class Test01 { 
  2.     public static void main(String[] args) { 
  4.         try { 
  5.             // 创建连接池对象
  6.             ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();
  8.             // 创建DBUtil操作对象，并绑定到连接池
  9.             QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(dataSource);
  11.             // 执行sql语句，增删改，用update()方法
  12.             // 增
  13.             /*String sql = "insert into t_user values(null, ?, ?)"; int affectLine = queryRunner.update(sql, "wangwu", "abc123");*/
  15.             // 删
  16.             /*String sql = "delete from t_user where id = ?"; int affectLine = queryRunner.update(sql, 6);*/
  18.             // 改
  19.             String sql = "update t_user set pwd = ? where id = ?";
  20.             int affectLine = queryRunner.update(sql, "acb", 5);
  22.             // 处理更新结果
  23.             System.out.println(affectLine == 1 ? "更新成功" : "更新失败");
  25.         } catch (SQLException throwables) { 
  26.             throwables.printStackTrace();
  27.         }
  29.     }
  30. }

2、查询

针对查询操作

  • queryRunner.query(sql, rsh, params);

注意：接收类User的属性字段名字，必须对应数据库表中的列名，这样底层才能自动封装，否则值会为null。

测试代码：

  1. public class Test02 { 
  2.     public static void main(String[] args) { 
  4.         // 创建数据库连接池对象
  5.         ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();
  7.         // 创建DbUtil操作对象，并绑定到连接池
  8.         QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(dataSource);
  10.         try { 
  11.             /*// 执行sql语句 String sql = "select id, username, pwd from t_user where id = ?"; // 返回一个用户的信息，手动封装到user中 User user = queryRunner.query(sql, new ResultSetHandler<User>() { @Override public User handle(ResultSet rs) throws SQLException { User u = new User(); while (rs.next()) { int id = rs.getInt("id"); String username = rs.getString("username"); String pwd = rs.getString("pwd"); u.setId(id); u.setUsername(username); u.setPwd(pwd); } return u; } }, 1); System.out.println(user);*/
  13.             // ------------------------------------------------------------------------
  15.             // 如果查询结果集是1行数据，使用BeanHandler更简单，不用手动去封装
  16.             /*String sql = "select * from t_user where id = ?"; User user = queryRunner.query(sql, new BeanHandler<User>(User.class), 1); System.out.println(user);*/
  18.             // 如果查询结果集是多行数据，使用BeanListHandler，返回一个list集合
  19.             // 底层：通过字节码获取实例对象
  20.             String sql = "select * from t_user where username like ?";
  21.             List<User> users = queryRunner.query(sql, new BeanListHandler<User>(User.class), "%a%");
  23.             for (User u : users) { 
  24.                 System.out.println(u);
  25.             }
  27.         } catch (SQLException throwables) { 
  28.             throwables.printStackTrace();
  29.         }
  31.     }
  32. }

3、ResultSetHandler 常用的实现类

使用频率最高的两个：

  • BeanHandler, 查询到的单个数据封装成一个对象
  • BeanListHandler, 查询到的多个数据封装成一个List<对象>

以下其它的实现类也可能会用到：

  • ArrayHandler，查询到的单行数据封装成一个数组。
  • ArrayListHandler，查询到的多行数据封装成一个集合，集合里面的元素是数组。
  • MapHandler，查询到的单个数据封装成一个map。
  • MapListHandler，查询到的多个数据封装成一个集合，集合里面的元素是map。
  • ColumnListHandler
  • KeyedHandler
  • ScalarHandler

总结

1、事务

使用命令行演示
使用代码演示

读的问题：脏读，不可重复读，幻读
写的问题：丢失更新

悲观锁
乐观锁

4个隔离级别：读未提交，读已提交，可重复读，可串行化。

2、开源数据库连接池

DBCP

不使用配置
使用配置.properties文件

C3P0

不使用配置
使用配置.xml文件，文件名固定（必须掌握）

自定义连接池
单例模式
装饰者模式

3、DBUtils

简化了我们的CRUD，里面定义了通用的CRUD方法。

queryRunner.update(sql, params);
queryRunner.query(sql, rsh, params);

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