Java面试题冲刺第十二天–数据库(2)

来给大家详细讲解一下“Java面试题冲刺第十二天--数据库(2)”的完整攻略。

一、数据库相关知识点

本篇文章主要涉及以下数据库相关知识点：

1. 数据库事务
2. 数据库锁
3. 事务的隔离级别
4. 数据库优化

二、数据库事务

数据库事务可以保证多个对数据库的操作是一个原子性操作，即只要其中有一个操作失败，整个事务都将回滚。

在Java中使用JDBC进行事务控制时，需要使用以下方法：

Connection conn = null;
try {
    // 设置自动提交为false
    conn.setAutoCommit(false); 
    // 执行sql语句
    PreparedStatement statement = conn.prepareStatement(sql);
    statement.executeUpdate();
    // 提交事务
    conn.commit();
} catch (SQLException e) {
    // 回滚事务
    conn.rollback();
    e.printStackTrace();
} finally {
    // 关闭连接
    conn.close();
}

三、数据库锁

在并发访问的情况下，为了维护数据的完整性和一致性，需要对数据库的数据进行加锁。

MySQL中的锁被分为共享锁和排他锁，共享锁允许其他事务读取该数据，但是禁止其他事务对该数据进行修改，而排他锁则完全禁止其他事务对该数据进行读取或修改。

在Java中可以使用以下方法进行锁的控制（以MySQL为例）：

// 加共享锁
SELECT * FROM table_name WHERE column = value FOR SHARE;

// 加排他锁
SELECT * FROM table_name WHERE column = value FOR UPDATE;

四、事务的隔离级别

在并发访问的情况下，可能出现以下问题：

1. 脏读：一个事务读取了另外一个事务未提交的数据。
2. 不可重复读：在一个事务中，多次读取同一条数据，得到的结果不一样。
3. 幻读：在一个事务中，多次查询某个范围内的数据，却发现结果集不同。

为了解决这些问题，数据库采用了不同的隔离级别：

1. 读未提交（READ UNCOMMITTED）：任何一个事务都可以读未提交的数据，可能出现脏读、不可重复读和幻读的情况。
2. 读已提交（READ COMMITTED）：一个事务只能读取其它事务已经提交的数据，可以避免脏读的问题，但是不可重复读和幻读的问题仍然存在。
3. 可重复读（REPEATABLE READ）：一个事务执行期间多次读取同一条记录时，读取到的数据都是一致的，但是可能出现幻读的情况。
4. 串行化（SERIALIZABLE）：针对一个数据对象加锁，保证在同一时刻只有一个事务对该数据进行访问，可以避免以上所有问题，但是会降低并发性能。

在Java中可以使用以下方法设置事务的隔离级别：

Connection conn = null;
try {
    // 设置隔离级别为可重复读
    conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ);
    // ...
} catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    conn.close();
}

五、数据库优化

数据库优化一般包括以下几个方面：

1. 优化SQL语句
2. 创建合适的索引
3. 避免表连接
4. 控制返回数据的数量
5. 避免使用‘SELECT *’

举个例子，要查询某个表中‘age’大于20且‘id’小于100的数据，正常的SQL语句应该是：

SELECT * FROM table_name WHERE age > 20 AND id < 100;

可以根据具体情况创建合适的索引，以提高查询性能：

CREATE INDEX idx_age ON table_name(age);
CREATE INDEX idx_id ON table_name(id);

六、示例说明

以下是一个简单的示例：

Q: 有一个用户表，其中包含用户ID和余额两个字段，现在有两个线程同时对一个用户进行余额的修改操作，请问如何避免并发问题？

A: 可以使用数据库的锁机制，如下例：

SELECT * FROM user_table WHERE userId = 123 FOR UPDATE;
UPDATE user_table SET balance = balance + 100 WHERE userId = 123; 

其中‘FOR UPDATE’语句用于加排他锁，以避免其他事务对该数据进行读取或修改。