Spring源码解析——@Transactional注解的声明式事物介绍

迈不过友情╰ 2024-02-22 03:09 38阅读 0赞

**正文**

面的几个章节已经分析了spring基于`@AspectJ`的源码，那么接下来我们分析一下Aop的另一个重要功能，事物管理。[最全面的Java面试网站][Java]

### 事务的介绍 ###

#### 1.数据库事物特性 ####

*  原子性  
    多个数据库操作是不可分割的，只有所有的操作都执行成功，事物才能被提交；只要有一个操作执行失败，那么所有的操作都要回滚，数据库状态必须回复到操作之前的状态
 *  一致性  
    事物操作成功后，数据库的状态和业务规则必须一致。例如：从A账户转账100元到B账户，无论数据库操作成功失败，A和B两个账户的存款总额是不变的。
 *  隔离性  
    当并发操作时，不同的数据库事物之间不会相互干扰（当然这个事物隔离级别也是有关系的）
 *  持久性  
    事物提交成功之后，事物中的所有数据都必须持久化到数据库中。即使事物提交之后数据库立刻崩溃，也需要保证数据能能够被恢复。

#### 2.事物隔离级别 ####

当数据库并发操作时，可能会引起脏读、不可重复读、幻读、第一类丢失更新、第二类更新丢失等现象。

*  脏读  
    事物A读取事物B尚未提交的更改数据，并做了修改；此时如果事物B回滚，那么事物A读取到的数据是无效的，此时就发生了脏读。
 *  不可重复读  
    一个事务执行相同的查询两次或两次以上，每次都得到不同的数据。如：A事物下查询账户余额，此时恰巧B事物给账户里转账100元，A事物再次查询账户余额，那么A事物的两次查询结果是不一致的。
 *  幻读  
    A事物读取B事物提交的新增数据，此时A事物将出现幻读现象。幻读与不可重复读容易混淆，如何区分呢？幻读是读取到了其他事物提交的新数据，不可重复读是读取到了已经提交事物的更改数据（修改或删除）

对于以上问题，可以有多个解决方案，设置数据库事物隔离级别就是其中的一种，数据库事物隔离级别分为四个等级，通过一个表格描述其作用。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>隔离级别</th> 
   <th>脏读</th> 
   <th>不可重复读</th> 
   <th>幻象读</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>READ UNCOMMITTED</td> 
   <td>允许</td> 
   <td>允许</td> 
   <td>允许</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>READ COMMITTED</td> 
   <td>脏读</td> 
   <td>允许</td> 
   <td>允许</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>REPEATABLE READ</td> 
   <td>不允许</td> 
   <td>不允许</td> 
   <td>允许</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SERIALIZABLE</td> 
   <td>不允许</td> 
   <td>不允许</td> 
   <td>不允许</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 3.Spring事物支持核心接口 ####

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*  TransactionDefinition–>定义与spring兼容的事务属性的接口

public interface TransactionDefinition {
        
        // 如果当前没有事物，则新建一个事物；如果已经存在一个事物，则加入到这个事物中。
        int PROPAGATION_REQUIRED = 0;
        // 支持当前事物，如果当前没有事物，则以非事物方式执行。
        int PROPAGATION_SUPPORTS = 1;
        // 使用当前事物，如果当前没有事物，则抛出异常。
        int PROPAGATION_MANDATORY = 2;
        // 新建事物，如果当前已经存在事物，则挂起当前事物。
        int PROPAGATION_REQUIRES_NEW = 3;
        // 以非事物方式执行，如果当前存在事物，则挂起当前事物。
        int PROPAGATION_NOT_SUPPORTED = 4;
        // 以非事物方式执行，如果当前存在事物，则抛出异常。
        int PROPAGATION_NEVER = 5;
        // 如果当前存在事物，则在嵌套事物内执行；如果当前没有事物，则与PROPAGATION_REQUIRED传播特性相同
        int PROPAGATION_NESTED = 6;
        // 使用后端数据库默认的隔离级别。
        int ISOLATION_DEFAULT = -1;
        // READ_UNCOMMITTED 隔离级别
        int ISOLATION_READ_UNCOMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED;
        // READ_COMMITTED 隔离级别
        int ISOLATION_READ_COMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED;
        // REPEATABLE_READ 隔离级别
        int ISOLATION_REPEATABLE_READ = Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ;
        // SERIALIZABLE 隔离级别
        int ISOLATION_SERIALIZABLE = Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE;
        // 默认超时时间
        int TIMEOUT_DEFAULT = -1;
        // 获取事物传播特性
        int getPropagationBehavior();
        // 获取事物隔离级别
        int getIsolationLevel();
        // 获取事物超时时间
        int getTimeout();
        // 判断事物是否可读
        boolean isReadOnly();
        // 获取事物名称
        @Nullable
        String getName();
    }

1.  Spring事物传播特性表：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>传播特性名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>PROPAGATION_REQUIRED</td> 
   <td>如果当前没有事物，则新建一个事物；如果已经存在一个事物，则加入到这个事物中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PROPAGATION_SUPPORTS</td> 
   <td>支持当前事物，如果当前没有事物，则以非事物方式执行</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PROPAGATION_MANDATORY</td> 
   <td>使用当前事物，如果当前没有事物，则抛出异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PROPAGATION_REQUIRES_NEW</td> 
   <td>新建事物，如果当前已经存在事物，则挂起当前事物</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PROPAGATION_NOT_SUPPORTED</td> 
   <td>以非事物方式执行，如果当前存在事物，则挂起当前事物</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PROPAGATION_NEVER</td> 
   <td>以非事物方式执行，如果当前存在事物，则抛出异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PROPAGATION_NESTED</td> 
   <td>如果当前存在事物，则在嵌套事物内执行；如果当前没有事物，则与PROPAGATION_REQUIRED传播特性相同</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.  Spring事物隔离级别表：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>事务隔离级别</th> 
   <th>脏读</th> 
   <th>不可重复读</th> 
   <th>幻读</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>读未提交（read-uncommitted）</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>不可重复读（read-committed）</td> 
   <td>否</td> 
   <td>是</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可重复读（repeatable-read）</td> 
   <td>否</td> 
   <td>否</td> 
   <td>是</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>串行化（serializable）</td> 
   <td>否</td> 
   <td>否</td> 
   <td>否</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

MySQL默认的事务隔离级别为 **可重复读repeatable-read**

3.PlatformTransactionManager–>Spring事务基础结构中的中心接口

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public interface PlatformTransactionManager {
        
        // 根据指定的传播行为，返回当前活动的事务或创建新事务。
        TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition) throws TransactionException;
        // 就给定事务的状态提交给定事务。
        void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
        // 执行给定事务的回滚。
        void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    }

Spring将事物管理委托给底层的持久化框架来完成，因此，Spring为不同的持久化框架提供了不同的PlatformTransactionManager接口实现。列举几个Spring自带的事物管理器：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>事物管理器</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager</td> 
   <td>提供对单个javax.sql.DataSource事务管理，用于Spring JDBC抽象框架、iBATIS或MyBatis框架的事务管理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager</td> 
   <td>提供对单个javax.persistence.EntityManagerFactory事务支持，用于集成JPA实现框架时的事务管理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager</td> 
   <td>提供对分布式事务管理的支持，并将事务管理委托给Java EE应用服务器事务管理器</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  TransactionStatus–>事物状态描述

1.  TransactionStatus接口

public interface TransactionStatus extends SavepointManager, Flushable {
        
        // 返回当前事务是否为新事务（否则将参与到现有事务中，或者可能一开始就不在实际事务中运行）
        boolean isNewTransaction();
        // 返回该事务是否在内部携带保存点，也就是说，已经创建为基于保存点的嵌套事务。
        boolean hasSavepoint();
        // 设置事务仅回滚。
        void setRollbackOnly();
        // 返回事务是否已标记为仅回滚
        boolean isRollbackOnly();
        // 将会话刷新到数据存储区
        @Override
        void flush();
        // 返回事物是否已经完成，无论提交或者回滚。
        boolean isCompleted();
    }

1.  SavepointManager接口

public interface SavepointManager {
        
        // 创建一个新的保存点。
        Object createSavepoint() throws TransactionException;
        // 回滚到给定的保存点。
        // 注意：调用此方法回滚到给定的保存点之后，不会自动释放保存点，
        // 可以通过调用releaseSavepoint方法释放保存点。
        void rollbackToSavepoint(Object savepoint) throws TransactionException;
        // 显式释放给定的保存点。（大多数事务管理器将在事务完成时自动释放保存点）
        void releaseSavepoint(Object savepoint) throws TransactionException;
    }

### Spring编程式事物 ###

*  表

CREATE TABLE `account` (
      `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
      `balance` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '账户余额',
      PRIMARY KEY (`id`)
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='--账户表'

*  实现

import org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource;
     import org.springframework.dao.DataAccessException;
     import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
     import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
     import org.springframework.transaction.TransactionDefinition;
     import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
     import org.springframework.transaction.support.DefaultTransactionDefinition;
     
     import javax.sql.DataSource;
    
     public class MyTransaction {
        
     
         private JdbcTemplate jdbcTemplate;
         private DataSourceTransactionManager txManager;
         private DefaultTransactionDefinition txDefinition;
         private String insert_sql = "insert into account (balance) values ('100')";
     
         public void save() {
        
     
             // 1、初始化jdbcTemplate
             DataSource dataSource = getDataSource();
             jdbcTemplate = new JdbcTemplate(dataSource);
     
             // 2、创建物管理器
             txManager = new DataSourceTransactionManager();
             txManager.setDataSource(dataSource);
     
             // 3、定义事物属性
             txDefinition = new DefaultTransactionDefinition();
             txDefinition.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);
     
             // 3、开启事物
             TransactionStatus txStatus = txManager.getTransaction(txDefinition);
     
             // 4、执行业务逻辑
             try {
        
                 jdbcTemplate.execute(insert_sql);
                 //int i = 1/0;
                 jdbcTemplate.execute(insert_sql);
                 txManager.commit(txStatus);
             } catch (DataAccessException e) {
        
                 txManager.rollback(txStatus);
                 e.printStackTrace();
             }
     
         }
     
         public DataSource getDataSource() {
        
             BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource();
             dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
             dataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/my_test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8");
             dataSource.setUsername("root");
             dataSource.setPassword("dabin1991@");
             return dataSource;
         }
     
     }

*  测试类及结果

public class MyTest {
        
        @Test
        public void test1() {
        
            MyTransaction myTransaction = new MyTransaction();
            myTransaction.save();
        }
    }

运行测试类，在抛出异常之后手动回滚事物，所以数据库表中不会增加记录。

### 基于@Transactional注解的声明式事物 ###

其底层建立在 AOP 的基础之上，对方法前后进行拦截，然后在目标方法开始之前创建或者加入一个事务，在执行完目标方法之后根据执行情况提交或者回滚事务。通过声明式事物，无需在业务逻辑代码中掺杂事务管理的代码，只需在配置文件中做相关的事务规则声明（或通过等价的基于标注的方式），便可以将事务规则应用到业务逻辑中。

*  接口

import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
    import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
    
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
    public interface AccountServiceImp {
        
        void save() throws RuntimeException;
    }

*  实现

import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
    
    public class AccountServiceImpl implements AccountServiceImp {
        
    
        private JdbcTemplate jdbcTemplate;
    
        private static String insert_sql = "insert into account(balance) values (100)";
    
    
        @Override
        public void save() throws RuntimeException {
        
            System.out.println("==开始执行sql");
            jdbcTemplate.update(insert_sql);
            System.out.println("==结束执行sql");
    
            System.out.println("==准备抛出异常");
            throw new RuntimeException("==手动抛出一个异常");
        }
    
        public void setJdbcTemplate(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
        
            this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
        }
    }

*  配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
           xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
           xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
            http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
            http://www.springframework.org/schema/tx
            http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd">
    
        
        <tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>
    
        
        <bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
            <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
        </bean>
    
        
        <bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
            <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
            <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/my_test?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8"/>
            <property name="username" value="root"/>
            <property name="password" value="dabin1991@"/>
        </bean>
    
        
        <bean id="jdbcTemplate" class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate">
            <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
        </bean>
    
        
        <bean id="accountService" class="com.dabin.aop.AccountServiceImpl">
            <property name="jdbcTemplate" ref="jdbcTemplate"/>
        </bean>
    
    </beans>

*  测试

import org.junit.Test;
    import org.springframework.context.ApplicationContext;
    import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
    
    public class MyTest {
        
    
        @Test
        public void test1() {
        
            // 基于tx标签的声明式事物
            ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("aop.xml");
            AccountServiceImp studentService = ctx.getBean("accountService", AccountServiceImp.class);
            studentService.save();
        }
    }

*  测试

==开始执行sql
    ==结束执行sql
    ==准备抛出异常
    
    java.lang.RuntimeException: ==手动抛出一个异常
    
        at com.lyc.cn.v2.day09.AccountServiceImpl.save(AccountServiceImpl.java:24)
        at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
        at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
        at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
        at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)

测试方法中手动抛出了一个异常，Spring会自动回滚事物，查看数据库可以看到并没有新增记录。

注意：默认情况下Spring中的事务处理只对RuntimeException方法进行回滚，所以，如果此处将RuntimeException替换成普通的Exception不会产生回滚效果。

下一篇我们分析基于@Transactional注解的声明式事物的的源码实现。

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