Java连接MySQL数据库并发控制：避免数据竞争和死锁，保障数据完整性

# 1. Java连接MySQL数据库基础

**1.1 JDBC概述**

JDBC（Java Database Connectivity）是Java语言连接数据库的标准接口，它提供了一组用于访问和操作数据库的类和接口。JDBC允许Java程序员使用统一的API与各种数据库系统进行交互，包括MySQL、Oracle、PostgreSQL等。

**1.2 连接MySQL数据库**

要使用JDBC连接MySQL数据库，需要遵循以下步骤：

1. 加载MySQL JDBC驱动程序
2. 创建数据库连接对象
3. 创建语句对象
4. 执行SQL查询或更新
5. 处理结果集或更新计数
6. 关闭连接和语句对象

# 2. 并发控制的理论基础

### 2.1 事务的概念和特性

#### 2.1.1 事务的四大特性

事务（Transaction）是数据库操作的一个逻辑单位，它包含了一系列对数据库的操作，这些操作要么全部成功，要么全部失败。事务具有以下四个特性：

- **原子性（Atomicity）**：事务中的所有操作要么全部执行，要么全部不执行，不存在部分执行的情况。
- **一致性（Consistency）**：事务执行前后，数据库必须处于一致的状态，即满足所有业务规则和完整性约束。
- **隔离性（Isolation）**：并发执行的事务之间相互隔离，不会互相影响。
- **持久性（Durability）**：一旦事务提交，其对数据库所做的修改将永久保存，即使系统发生故障也不会丢失。

#### 2.1.2 事务的隔离级别

事务的隔离级别决定了并发事务之间隔离的程度，有以下几种隔离级别：

| 隔离级别 | 说明 |
|---|---|
| **读未提交（Read Uncommitted）** | 事务可以读取其他事务未提交的数据，可能导致脏读问题。 |
| **读已提交（Read Committed）** | 事务只能读取其他事务已提交的数据，避免了脏读问题，但可能导致不可重复读问题。 |
| **可重复读（Repeatable Read）** | 事务在整个执行过程中，只能读取其他事务已提交的数据，避免了脏读和不可重复读问题，但可能导致幻读问题。 |
| **串行化（Serializable）** | 事务按顺序执行，避免了所有并发问题，但性能较低。 |

### 2.2 并发控制的机制

#### 2.2.1 锁机制

锁机制是数据库系统中常用的并发控制机制，它通过对数据或资源进行加锁，防止其他事务同时访问和修改这些数据或资源。锁分为以下几种类型：

- **排他锁（Exclusive Lock）**：又称写锁，持有排他锁的事务可以对数据进行修改，其他事务不能同时获取该数据的排他锁或共享锁。
- **共享锁（Shared Lock）**：又称读锁，持有共享锁的事务可以读取数据，但不能修改数据，其他事务可以同时获取该数据的共享锁，但不能获取排他锁。
- **意向锁（Intention Lock）**：意向锁用于表示事务对某一范围数据的访问意向，可以防止其他事务获取与该意向锁冲突的锁。

#### 2.2.2 乐观并发控制

乐观并发控制是一种无锁的并发控制机制，它假设事务不会发生冲突，只有在事务提交时才检查冲突。如果发生冲突，则回滚事务并重试。乐观并发控制的优点是性能较高，但缺点是可能导致大量的回滚操作。

# 3.1 Java数据库连接池的使用

**3.1.1 数据库连接池的优点**

数据库连接池是一种管理数据库连接的机制，它通过预先建立和维护一个连接池来提高数据库访问的效率和性能。使用数据库连接池的主要优点包括：

- **减少连接开销：**建立和释放数据库连接是一个耗时的过程。连接池通过预先创建和维护连接，避免了频繁的连接建立和释放操作，从而提高了性