JDBC 事务和批处理 详解(通俗易懂)

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
简介: JDBC 第四节 事务和批处理详解!

目录

一、前言

二、事务

       1.事务介绍 :

       2.事务处理 :

               Δ准备工作

               Δ不使用事务的情况            

               Δ使用事务的情况

三、批处理

       1.介绍 :        

       2.常用方法 :

       3.应用 :

       4.源码分析(JDK17.0版本) :

四、总结


一、前言

    • 第四节内容,up主要和大家分享一下JDBC——事务,批处理方面的内容。PS : 若大家对事务没有任何认识,先去阅读up之前的MySQL——事务的博文。
    • 注意事项——代码中的注释也很重要;不要眼高手低;点击文章的侧边栏目录或者文章开头的目录可以进行跳转。
    • 良工不示人以朴,所有文章都会适时补充完善。大家如果有问题都可以在评论区进行交流或者私信up。 感谢阅读!

    二、事务

           1.事务介绍 :

           JDBC程序中,当一个Connection(实现类)对象被创建后,默认情况下是自动提交事务即每次成功执行一个SQL,都会向对应的数据库自动提交,而不能回滚。为了让多个SQL在JDBC中作为一个整体来执行,我们就需要用到“事务”,以保证数据的一致性

           可以使用Connection接口中的setAutoCommit(false)方法动态绑定后,实际为实现类的方法),传入一个false,可以取消自动提交事务;当所有SQL都成功执行后,可以调用Connection接口的commit方法提交事务;若中途出现失败或异常,则可以调用Connection接口的rollback方法回滚事务

           2.事务处理 :

                   Δ准备工作

                   以“转账”操作为栗。

                   我们先来建一张账户表accounts,代码如下 :

    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `accounts`(
        `id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
        `name` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT '',
        `balance` DECIMAL(16,2) NOT NULL DEFAULT 0.0
    ) CHARACTER SET utf8mb3 COLLATE utf8mb3_bin ENGINE INNODB;
    INSERT INTO accounts(`name`,balance)
        VALUES
        ('Cyan', 1000),
        ('Five', 1900),
        ('Alice', 2100);
    SELECT * FROM accounts;

    image.gif

                   账户表效果如下  :

    image.gif编辑

                   Δ不使用事务的情况            

                   先在不使用事务的情况下进行转账操作,看看会出现什么问题:

                   令Cyan转给Five 200块,最终Cyan应该是800,Five是2100;但是,假设在Cyan发出转账后,Five收取转账失败了。那会发生什么结果?

                   up以NoTransaction类为演示类,代码如下 :

    package transaction;
    import utils.JDBCUtils;
    import java.sql.Connection;
    import java.sql.PreparedStatement;
    import java.sql.SQLException;
    public class NoTransaction {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1.注册驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        //2.获取连接
            Connection connection = null;
        //3.执行SQL
            PreparedStatement preparedStatement = null;
            String sql1 = "UPDATE accounts " +
                                "SET balance = balance - 200 " +
                                "WHERE `name` = ?;";
            String sql2 = "UPDATE accounts " +
                                "SET balance = balance + 200 " +
                                "WHERE `name` = ?;";
            try {
                connection = JDBCUtils.getConnection();
                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql1);
                preparedStatement.setString(1,"Cyan");
                /** 若在初始化preparedStatement对象时,已经与要执行的SQL绑定,则执行时不能再传入SQL参数! */
                preparedStatement.executeUpdate();
                //抛出一个算术异常(ArithmeticException),阻止第二条SQL语句的执行
                int i = 1 / 0;
                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql2);
                preparedStatement.setString(1,"Five");
                /** 若在初始化preparedStatement对象时,已经与要执行的SQL绑定,则执行时不能再传入SQL参数! */
                preparedStatement.executeUpdate();
            } catch (SQLException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } finally {
        //4.释放资源
                JDBCUtils.close(null,preparedStatement,connection);
            }
        }
    }

    image.gif

                   程序如我们所料,在int i = 1/0; 处出现算术异常,如下图所示 :

    image.gif编辑

                   此时如果我们查询accounts表,会发现出大问题了!如下图所示 :

    image.gif编辑

                   Cyan凭空消失了200块钱😱。原因也很简单:发出转账操作的DML顺利执行,而接收转账操作的DML——由于异常的抛出——没有顺利执行;但是由于JDBC默认是自动提交事务的,因此发出转账的操作对数据库产生了永久的影响(事务的持久性)。

                   Δ使用事务的情况

                   使用事务后,我们可以轻松解决以上问题。

                   up以WithTransaction类为演示类,代码如下 :

    package transaction;
    import utils.JDBCUtils;
    import java.sql.Connection;
    import java.sql.PreparedStatement;
    import java.sql.SQLException;
    public class WithTransaction {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
            //1.注册驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            //2.获取连接
            Connection connection = null;
            //3.执行SQL
            PreparedStatement preparedStatement = null;
            String sql1 = "UPDATE accounts " +
                    "SET balance = balance - 200 " +
                    "WHERE `name` = ?;";
            String sql2 = "UPDATE accounts " +
                    "SET balance = balance + 200 " +
                    "WHERE `name` = ?;";
            try {
                connection = JDBCUtils.getConnection();
                /** 开启一个事务 */
                connection.setAutoCommit(false);
                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql1);
                preparedStatement.setString(1,"Cyan");
                preparedStatement.executeUpdate();
                //抛出一个算术异常(ArithmeticException),试图阻止第二条SQL语句的执行
                int i = 1 / 0;
                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql2);
                preparedStatement.setString(1,"Five");
                preparedStatement.executeUpdate();
                /** 若没有出现异常,则在SQL执行完毕后,提交事务。*/
                connection.commit();
            } catch (SQLException e) {
                /**  若事务执行过程中发生异常,捕获异常后进行回滚,
                    默认回滚到事务开启时的状态。 */
                try {
                    connection.rollback();
                } catch (SQLException ex) {
                    throw new RuntimeException(ex);
                }
                throw new RuntimeException(e);
            } finally {
                //4.释放资源
                JDBCUtils.close(null,preparedStatement,connection);
            }
        }
    }

    image.gif

                   仍然是抛出一个算术异常,如下图所示 :

    image.gif编辑

                   这时候如果我们查询accounts表,会发生数据没有发生变化,如下图所示 :

    image.gif编辑

                   显然,由于事务机制的加入,我们可以轻松避免错误情况的发生。那么,正确的情况又如何呢?接下来,我们将制造异常的int i = 1/0; 语句给注释掉,如下图所示 :

    image.gif编辑

                   再次尝试执行代码 :

    image.gif编辑

                   可以看到,无异常抛出。再次查询accounts表,如下 :

    image.gif编辑

                   🐂🍺,这下Cyan的💴好歹是“死得其所”了(bushi)。


    三、批处理

           1.介绍 :        

           当需要成批地执行DML时,可以采用Java提供的批量更新机制。这一机制允许多条SQL一次性地提交给数据库进行批量处理,通常比单独提交SQL效率更高。

           Java批处理机制往往与PreparedStatement一起搭配使用,既可以减少编译次数(预处理),又可以减少运行次数,极大地提高了SQL执行效率。

           2.常用方法 :

           addBatch() : 向集合中添加需要批量处理的SQL或者参数;

          executeBatch() : 执行批量处理语句;

            clearBatch() : 清空当前批处理包内的语句;

          PS :

          ΔJDBC连接MySQL时,如果要使用批处理功能,需要在url 中加入参数?rewriteBatchedStatements=true

           3.应用 :

                   为了明确的看到批处理机制对执行效率的提升,up打算统计大量DML语句的执行时间对比在未使用批处理机制和使用批处理机制后,DML语句执行时间的差异。PS : 可以使用System类的静态方法currentTimeMillis()。

                   还是先来建一张表,up以狗表(dogs)为例,代码如下 :

    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `dogs`(
        `id` MEDIUMINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
        `name` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT ''
    ) CHARACTER SET utf8mb3 COLLATE utf8mb3_bin ENGINE INNODB;
    SELECT * FROM dogs;

    image.gif

                   狗表效果如下 :

    image.gif编辑

                   现要求向狗表中加入10000只🐕,看看需要多长时间执行完;

                   up以NoBatch类为演示类,代码如下 :

    package batch;
    import utils.JDBCUtils;
    import java.sql.Connection;
    import java.sql.PreparedStatement;
    public class NoBatch {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    //JDBC核心四部曲
        //1.注册驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        //2.获取连接
            Connection connection = null;
        //3.执行SQL
            PreparedStatement preparedStatement = null;
            String sql = "INSERT INTO dogs " +
                            "VALUES " +
                            "(null,?);";
            try {
                connection = JDBCUtils.getConnection();
                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
                preparedStatement.setString(1, "狗");
                System.out.println("开始执行万🐕SQL!");
                long start = System.currentTimeMillis();
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                    preparedStatement.executeUpdate();
                }
                long end = System.currentTimeMillis();
                System.out.println("万🐕SQL执行完毕,一共用时:" + (end - start) + "ms");
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } finally {
        //4.释放资源
                JDBCUtils.close(null, preparedStatement, connection);
            }
        }
    }

    image.gif

                  运行效果 :

    image.gif编辑

                   可以看到,用了足足2s多。

                   我们再来看看用了批处理机制后性能会有多大提升:记住,别忘了在url中加入?rewriteBatchedStatements=true参数,如下图所示 :

    image.gif编辑

                   然后,我们清空dogs表中的全部数据 :

    TRUNCATE TABLE dogs;

    image.gif

    image.gif编辑

                   接下来测试使用批处理机制后,万🐕SQL的执行时间。

                   up以WithBatch类为演示类,代码如下 :

    package batch;
    import utils.JDBCUtils;
    import java.sql.Connection;
    import java.sql.PreparedStatement;
    /**
     * @author : Cyan_RA9
     * @version : 21.0
     */
    public class WithBatch {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    //JDBC核心四部曲
            //1.注册驱动
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
            //2.获取连接
            Connection connection = null;
            //3.执行SQL
            PreparedStatement preparedStatement = null;
            String sql = "INSERT INTO dogs " +
                    "VALUES " +
                    "(null,?);";
            try {
                connection = JDBCUtils.getConnection();
                preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
                preparedStatement.setString(1, "狗");
                System.out.println("开始执行万🐕SQL!");
                long start = System.currentTimeMillis();
                for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                    preparedStatement.addBatch();
                    //批处理包中每满1000条SQL,就一次性发送给MySQL进行处理。
                    if ((i + 1) % 1000 == 0) {
                        preparedStatement.executeBatch();
                        preparedStatement.clearBatch(); //执行后及时清理当前集合内的SQL
                    }
                }
                long end = System.currentTimeMillis();
                System.out.println("万🐕SQL执行完毕,一共用时:" + (end - start) + "ms");
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } finally {
                //4.释放资源
                JDBCUtils.close(null, preparedStatement, connection);
            }
        }
    }

    image.gif

                  运行结果 :

    image.gif编辑

                   可以看到,从2204ms到113ms,性能的提升是肉眼可见的。

           4.源码分析(JDK17.0版本) :

                   如下图所示,在addBatch()方法处下断点 :

    image.gif编辑

                   接着,跳入addBatch方法,如下图所示 :

    image.gif编辑

                   注意,checkAllParametersSet()方法就是对你通过setXxx传入的参数进行校验(对?的赋值),同时也进行一些预编译的工作。

                   其实,我们跳入的addBatch方法是位于ClientPreparedStatement类中的,那么,ClientPreparedStatement类又是何方神圣呢?

                   我们来看一下它的类图就明白了,如下所示 :

    image.gif编辑

                   挑重点说,ClientPreparedStatement类直接继承自StatementImpl类,并且间接实现了PreparedStatement接口。

                   继续,我们可以发现这个addBatch方法并没有涉及到什么集合,但是它最后又调用了一个带参的addBatch方法,如下 :

    image.gif编辑

                   我们接着追进去看看,如下 :

    image.gif编辑

                   追进去后的addBatch方法位于AbstractQuery类中(该类实现了Query接口),我们还是把重点放在代码本身上,可以看到,这个addBatch方法底层,其实是new了一个ArrayList类的对象,并且将当前的SQL语句加入到了ArrayList集合中

                   不难猜出,batchedArgs是一个List类型或者ArrayList类型,看下它的源码 :

    image.gif编辑

                   果然如此。

                   再往下调用的就是ArrayList类的add方法了,这里不再赘述。up之前已经出过一篇专门分析ArrayList源码的文章,非常详细,有兴趣的小伙伴儿可以去看看。

                   继续,当我们将第一句SQL添加到ArrayList集合中后,便可以发现elementData数组中已经有了一个元素,如下图所示 :

    image.gif编辑

                   当然,关于elementData数组的本质及它的扩容问题,还是建议大家去看up的ArrayList类源码分析。 这里我们只需要明白——批处理机制的本质,就是将多条SQL打包到了ArrayList集合中,然后统一发送给MySQL,因此减少了执行次数。比如我们这里有10000条SQL,每批执行1000条,只需要执行10次即可;若没有批处理机制,那就是执行10000条,挨个执行,自然网络开销就上来了。


    四、总结

      • 🆗,以上就是JDBC系列博文第四节的全部内容了。
      • 总结一下,为了保证进行DML操作时数据的一致性,Java提供了事务机制,只有一组SQL都成功执行才提交事务,否则回滚。而为了提高多条DML的执行效率,Java又提供了批处理机制,通过Debug我们也发现,批处理机制的本质就是将多条SQL打包到集合中,成批成批地发送给MySQL,减少了网络传输的次数,批处理机制与PreparedStatement配合使用,可以极大地提高SQL执行效率。
      • 下一节内容——JDBC 连接池,我们不见不散。感谢阅读!

             System.out.println("END-----------------------------------------------------------------------------");

      相关实践学习
      基于CentOS快速搭建LAMP环境
      本教程介绍如何搭建LAMP环境,其中LAMP分别代表Linux、Apache、MySQL和PHP。
      全面了解阿里云能为你做什么
      阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心,利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力,目前开服的区域包括中国(华北、华东、华南、香港)、新加坡、美国(美东、美西)、欧洲、中东、澳大利亚、日本。目前阿里云的产品涵盖弹性计算、数据库、存储与CDN、分析与搜索、云通信、网络、管理与监控、应用服务、互联网中间件、移动服务、视频服务等。通过本课程,来了解阿里云能够为你的业务带来哪些帮助 &nbsp; &nbsp; 相关的阿里云产品:云服务器ECS 云服务器 ECS(Elastic Compute Service)是一种弹性可伸缩的计算服务,助您降低 IT 成本,提升运维效率,使您更专注于核心业务创新。产品详情: https://www.aliyun.com/product/ecs
      目录
      相关文章
      |
      8月前
      |
      SQL Java 数据库连接
      联表查询 && 索引 && 事务 && JDBC使用 &&CPU工作原理 && 线程概念 && Thread类的用法
      联表查询 && 索引 && 事务 && JDBC使用 &&CPU工作原理 && 线程概念 && Thread类的用法
      138 0
      |
      29天前
      |
      SQL 算法 Java
      jdbc(ikun)实现事务的开启,提交,回滚代码示例
      jdbc(ikun)实现事务的开启,提交,回滚代码示例
      |
      29天前
      |
      XML Java 数据库连接
      【Spring】JDBC、AOP、事务
      【Spring】JDBC、AOP、事务
      |
      8月前
      |
      Oracle Java 关系型数据库
      22JavaWeb基础 - JDBC事务
      22JavaWeb基础 - JDBC事务
      29 0
      |
      9月前
      |
      SQL Java 关系型数据库
      [Mysql]JDBC篇, DAO, DBUtils, 批处理, 数据库池
      面向接口编程是一种抽象的, 高效的编程思想 (就像Java里面的多态的思想. 解耦合) 解耦合 : 降低程序的耦合度(乐高坏了只需要换一个零件, 不香?), 提高程序的扩展力(比如多态) SUN公司写了一个接口 各大厂商对这个接口进行实现 这个接口实现了"多态"的编程思想 面向接口编程的程序员只需要调用JDBC即可 底层的实现是厂商写的代码, 程序员也不用去关心 厂商写的实现接口的.class文件, 也是驱动(Driver) 数据库驱动都是以.jar包的形式存在, .jar包当中有很多.class文件, 它们实现了JDBC接口
      |
      10月前
      |
      SQL Java 数据库连接
      Java JDBC中的批处理SQL语句的详解
      Java JDBC中的批处理SQL语句的详解
      99 0
      |
      11月前
      |
      SQL druid Java
      JDBC BasicDAO详解(通俗易懂)
      JDBC 第七节 详解BasicDAO 通俗易懂!
      81 0
      |
      11月前
      |
      SQL 安全 Java
      JDBC Apache—DBUtils 详解(通俗易懂)
      JDBC 第六节 ApacheDBUtils详解!
      140 0
      |
      11月前
      |
      监控 druid Java
      JDBC 连接池 详解(通俗易懂)
      JDBC 第五节 详解连接池 通俗易懂!
      321 0
      |
      11月前
      |
      SQL Java 数据库连接
      JDBC Utils 详解(通俗易懂)
      JDBC 第三节 Utils工具类详解!
      60 0