深入理解Spring事务隔离级别

Spring是一个功能强大的 Java 开发框架，它提供了一种简单的方式来处理数据库事务。在 Spring 中，可以使用事务模板或使用注释方式来处理事务。事务隔离级别是实现更高效和可靠的事务的一种方式。

一、事务隔离级别概述

Spring 支持五种事务隔离级别：

• DEFAULT：默认的隔离级别，使用底层数据库的默认隔离级别。
• READ_UNCOMMITTED：最低的隔离级别，允许读取还未提交的事务数据。
• READ_COMMITTED：允许读取已提交的事务数据，防止脏读，但可能会出现不可重复读的情况。
• REPEATABLE_READ：保证同一事务中多次读取数据的一致性，防止脏读和不可重复读，但可能会出现幻象读。
• SERIALIZABLE：最高的隔离级别，完全禁止不同事务间的数据交互，保证数据的完全一致性。

二、事务隔离级别实现方式

Spring 中事务隔离级别是通过 @Transactional 注释来实现的，在方法或类级别上使用。以下是一个使用注释来定义事务隔离级别的示例：

@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
public void myMethod() {
    // business logic
}

在示例中，我们在方法级别上使用 @Transactional 注释来定义事务隔离级别为 REPEATABLE_READ。

除了使用注释方式外，Spring 还提供了编程式事务处理方式使用 TransactionTemplate 对象。以下是一个使用编程式事务处理方式来定义事务隔离级别的示例：

TransactionTemplate transactionTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager);
transactionTemplate.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ);
transactionTemplate.execute(new TransactionCallback<Void>() {
    public Void doInTransaction(TransactionStatus status) {
        // business logic
        return null;
    }
});

在示例中，我们使用编程式事务处理的方式来定义事务隔离级别为 REPEATABLE_READ。

三、事务隔离级别影响

事务隔离级别的不同影响着事务中数据读取的一致性，也会影响性能和可用性。合理选择事务隔离级别，可以在保证数据一致性的前提下，提高事务的可用性和性能。

1. 脏读

脏读是指一个事务读取了另一个未提交的事务中的数据。在 READ_UNCOMMITTED 的隔离级别下，会允许出现脏读现象。

下面是一个示例来说明脏读：

@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)
public void myMethod() {
    entity.setValue("foo");
    // update entity in separate transaction
}

在示例中，我们在事务中更新了一个实体的值，但是随后在另一个未提交的事务中读取到了同一个实体的值。

2. 不可重复读

不可重复读是指一个事务再次读取同一数据时，发现数据已经被其他事务修改或删除了。在 READ_COMMITTED 和 REPEATABLE_READ 的隔离级别下，可能会出现不可重复读的现象。

下面是一个示例来说明不可重复读：

@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)
public void myMethod() {
    entity = entityManager.find(Entity.class, 1L);
    // update entity in separate transaction
    // entity shall not be found
    Entity updatedEntity = entityManager.find(Entity.class, 1L);
}

在示例中，我们在事务中通过实体管理器找到了一个实体，但是在另一个事务中更新了该实体，对事务中的实体进行再次查询时，发现实体已经发生了改变。

3. 幻象读

幻象读是指一个事务再次读取同一个范围内的数据时，发现数据的条数已经发生了变化。在 REPEATABLE_READ 和 SERIALIZABLE 的隔离级别下，可能会出现幻象读的现象。

下面是一个示例来说明幻象读：

@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
public void myMethod() {
    entities = entityManager.createQuery("SELECT e FROM Entity e WHERE e.active = true", Entity.class)
            .getResultList();
    // update entities in separate transaction
    // entities shall not be empty
    List<Entity> updatedEntities = entityManager.createQuery("SELECT e FROM Entity e WHERE e.active = true", Entity.class)
            .getResultList();
}

在示例中，我们在事务中通过查询语句找到了一批符合条件的实体，在另一个事务中更新了这些实体，再次查询时，发现查询结果不再与最初的查询结果相同。

四、事务隔离级别实际应用

在应用实际场景中，通常需要根据不同的业务场景选择不同的事务隔离级别。例如：

• 在需要进行读取的场景下，可以选择 READ_COMMITTED 隔离级别保证读取的一致性。
• 在需要进行读取和更新的场景下，可以选择 REPEATABLE_READ 隔离级别，避免出现幻象读。
• 在需要进行高并发的场景下，可以选择默认的 DEFAULT 隔离级别，使用底层数据库的默认隔离级别，避免影响性能。

以下是一个实际场景下，使用 REPEATABLE_READ 隔离级别的示例：

@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
public void myMethod() {
    // find and lock an entity for update
    Entity entity = entityManager.find(Entity.class, 1L, LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE);
    // business logic
}

在示例中，我们在事务中使用了 PESSIMISTIC_WRITE 锁，该锁会阻止其他事务更新和写入相同的记录，从而避免了幻象读的出现。

五、事务隔离级别注意事项

事务隔离级别是操作数据库时非常重要的一点。使用较严格的隔离级别可以避免出现一些重要的问题，但也会带来一定的性能影响。在使用事务隔离级别时，需要注意以下几个方面：

• 需要根据实际业务场景选择最合适的隔离级别。
• 注意事务范围的大小。
• 注意事务超时的设置。

六、总结

事务隔离级别是实现更高效和可靠的事务的一种方式。合理选择事务隔离级别，可以在保证数据一致性的前提下，提高事务的可用性和性能。