事务 & 数据库连接池 & DBUtils

迷南。 2022-11-30 12:29 246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。

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#### 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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BpcGl6aGVuXw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

（4）演示事务  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BpcGl6aGVuXw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

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#### 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();

public static void main(String[] args){ 
    		
    		Connection conn = null;
    		PreparedStatement ps = null;
    		ResultSet rs = null;
    		
    		try { 
    			conn = JDBCUtil.getConn();
    			
    			//连接，事务默认就是自动提交的。 关闭自动提交。
    			conn.setAutoCommit(false);
    			
    			String sql = "update account set money = money + ? where id = ?";
    			ps = conn.prepareStatement(sql);
    			
    			//扣钱，扣ID为1 的100块钱
    			ps.setInt(1, -100);
    			ps.setInt(2, 1);
    			ps.executeUpdate();
    			
    			// 模拟中间出现异常
    			int a = 10 / 0 ;
    			
    			//加钱，给ID为2 加100块钱
    			ps.setInt(1, 100);
    			ps.setInt(2, 2);
    			ps.executeUpdate();
    			
    			//成功： 提交事务。
    			conn.commit();
    			
    		} catch (SQLException e) { 
    			try { 
    				//事变： 回滚事务
    				conn.rollback();
    			} catch (SQLException e1) { 
    				e1.printStackTrace();
    			}
    			e.printStackTrace();
    			
    		} finally { 
    			JDBCUtil.release(conn, ps, rs);
    		}
    	}

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#### 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。

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#### 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。

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#### 5、读未提交 演示 ####

（1）设置A窗口的隔离级别为：读未提交  
![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Z1kaPc00-1598238423897)(img/img03.png)\]][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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BpcGl6aGVuXw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

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#### 6、读已提交 演示 ####

（1）设置A窗口的隔离级别为：读已提交  
![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SyNoW2C1-1598238423903)(img/img05.png)\]][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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BpcGl6aGVuXw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

（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][20200824113118799.png_pic_center]

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。

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#### 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

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#### 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。

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**（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。

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（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。

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**（4）丢失更新：**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BpcGl6aGVuXw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

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**（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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BpcGl6aGVuXw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]
 *  乐观锁：要求程序员自己控制。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BpcGl6aGVuXw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]

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## 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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BpcGl6aGVuXw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]

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#### 1、自定义数据库连接池 ####

代码实现：

public class MyDataSource implements DataSource { 
    
        // 默认初始化数据库连接池中有20个连接对象
        private static List<Connection> list = new ArrayList<>(20);
        // 单例模式，设置一个实例化对象
        private static MyDataSource mds = new MyDataSource();
    
        // 类加载时，初始化数据库连接池中的连接对象
        static { 
            for (int i = 0; i < 20; i++) { 
                try { 
                    Connection conn = DBUtil.getConnection();
                    mds.list.add(conn);
                } catch (SQLException throwables) { 
                    throwables.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("静态代码块执行：" + mds.getList().size());
        }
    
        public static MyDataSource getMds() { 
            return mds;
        }
    
        public static List<Connection> getList() { 
            return list;
        }
    
        // 构造方法私有化，确保只有一个实例化对象
        private MyDataSource() { 
    
        }
    
        // 从连接池中取出一个数据库连接对象
        @Override
        public Connection getConnection() throws SQLException { 
            Connection conn = null;
            if (list.size() > 1) { 
                Connection connRem = list.remove(0);
    
                // 抛出包装类对象
                conn = new ConnectionWrap(connRem, list);
            } else {   // 池子里的连接对象快用完了，再添加1个
                list.add(list.get(0));
                Connection connRem = list.remove(0);
                conn = new ConnectionWrap(connRem, list);
            }
            return conn;
        }
    
    	// 额外的方法，归还连接对象
    	public static void addBack(Connection conn) { 
    		list.add(conn);
    	}
    
    	// 这里还有接口实现的其他方法，不用管它
    }

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。

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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。

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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）

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#### 2、DBCP开源连接池 ####

先导入jar文件

（1）不使用配置文件的方式：

// dbcp不使用配置文件的方式
    public class Test01 { 
        public static void main(String[] args) { 
    
            // 创建数据源对象
            BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource();
    
            // 设置一系列配置信息
            dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
            dataSource.setUrl("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/study_test");
            dataSource.setUsername("root");
            dataSource.setPassword("666666");
    
            // 开始连接
            Connection conn = null;
            PreparedStatement ps = null;
            ResultSet rs = null;
    
            try { 
                // 获取连接对象
                conn = dataSource.getConnection();
    
                // 获取预编译的数据库连接对象
                String sql = "select ename, job, sal from emp";
                ps = conn.prepareStatement(sql);
    
                // 执行sql语句
                rs = ps.executeQuery();
    
                // 处理查询结果集
                while (rs.next()) { 
                    String ename = rs.getString("ename");
                    String job = rs.getString("job");
                    double sal = rs.getDouble("sal");
    
                    System.out.println(ename + " " + job + " " + sal);
                }
    
            } catch (SQLException throwables) { 
                throwables.printStackTrace();
            } finally { 
                DBClose.close(conn, ps, rs);
            }
        }
    }

（2）使用配置文件的方式：

// dpcp使用配置文件的方式
    public class Test02 { 
        public static void main(String[] args) { 
    
            /*// 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*/
    
            Connection conn = null;
            PreparedStatement ps = null;
            ResultSet rs = null;
    
            try { 
    
                // 获取属性配置文件
                InputStream in = new FileInputStream("src/dbcpconfig.properties");
                Properties properties = new Properties();
                properties.load(in);
                // 绑定配置文件的信息
                DataSource dataSource = BasicDataSourceFactory.createDataSource(properties);
    
                conn = dataSource.getConnection();
    
                String sql = "select ename, job, sal from emp";
                ps = conn.prepareStatement(sql);
    
                rs = ps.executeQuery();
    
                while (rs.next()) { 
                    String ename = rs.getString("ename");
                    String job = rs.getString("job");
                    double sal = rs.getDouble("sal");
    
                    System.out.println(ename + " " + job + " " + sal);
                }
            } catch (SQLException | FileNotFoundException throwables) { 
                throwables.printStackTrace();
            } catch (Exception e) { 
                e.printStackTrace();
            } finally { 
                // 释放资源
                DBClose.close(conn, ps, rs);
            }
            
        }
    }

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#### 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

// c3p0不使用配置文件的方式
    public class Test01 { 
        public static void main(String[] args) { 
    
            Connection conn = null;
            PreparedStatement ps = null;
    
            try { 
                // 创建数据源对象
                ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource();
    
                // 设置信息
                cpds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
                cpds.setJdbcUrl("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/study_test");
                cpds.setUser("root");
                cpds.setPassword("666666");
    
                // 获取连接
                conn = cpds.getConnection();
    
                // 获取预编译的数据库操作对象
                String sql = "update t_user set pwd = ? where id = ?";
                ps = conn.prepareStatement(sql);
    
                // 给占位符传值
                ps.setString(1, "123");
                ps.setString(2, "1");
    
                // 执行sql语句
                int affectLine = ps.executeUpdate();
    
                // 处理结果
                System.out.println(affectLine == 1 ? "更新成功" : "更新失败");
    
            } catch (SQLException | PropertyVetoException throwables) { 
                throwables.printStackTrace();
            } finally { 
                DBClose.close(conn, ps, null);
            }
        }
    }

（2）使用配置文件的方式

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

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## 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：

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

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#### 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：

public class Test02 { 
        public static void main(String[] args) { 
    
            // 创建数据库连接池对象
            ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();
    
            // 创建DbUtil操作对象，并绑定到连接池
            QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(dataSource);
    
            try { 
                /*// 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);*/
    
                // ------------------------------------------------------------------------
    
                // 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
                /*String sql = "select * from t_user where id = ?"; User user = queryRunner.query(sql, new BeanHandler<User>(User.class), 1); System.out.println(user);*/
    
                // 如果查询结果集是多行数据，使用BeanListHandler，返回一个list集合
                // 底层：通过字节码获取实例对象
                String sql = "select * from t_user where username like ?";
                List<User> users = queryRunner.query(sql, new BeanListHandler<User>(User.class), "%a%");
    
                for (User u : users) { 
                    System.out.println(u);
                }
    
            } catch (SQLException throwables) { 
                throwables.printStackTrace();
            }
    
        }
    }

--------------------

#### 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

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## 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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