Spring事务
Spring本身并不实现事务，Spring事务的本质还是底层数据库对事务的支持，没有数据库 事务的支持，Spring事务就不会生效。
例如：使用JDBC 操作数据库，使用事务的步骤主要分为如下5步：
第一步：获取连接 Connection con = DriverManager.getConnection()；
第二步：开启事务con.setAutoCommit(true/false);
第三步：执行CRUD;
第四步：提交事务/回滚事务 con.commit() / con.rollback();
第五步：关闭连接 conn.close();
采用Spring事务后，只需要 关注第三步的实现，其他的步骤都是Spring自动完成。
Spring事务的本质其实就是数据库对事务的支持，Spring只提供统一事务管理接口，具体实现都是由各数据库自己实现。
Spring事务使用
Spring事务管理有两种方式：编程式事务管理、声明式事务管理。
1.编程式事务
所谓编程式事务指的是通过编码方式实现事务，允许用户在代码中精确定义事务的边界。
Spring团队通常建议使用TransactionTemplate进行程序化事务管理，如下所示：
@Autowired
private TransactionTemplate transactionTemplate;
public void testTransaction() {
transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
@Override
protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus transactionStatus) {
try {
// .... 业务代码
} catch (Exception e){
//回滚
transactionStatus.setRollbackOnly();
}
}
});
}
2. 声明式事务
声明式事务最大的优点：就是不需要通过编程的方式管理事务，只需在需要使用的地方标注@Transactional注解，就能为该方法开启事务了。
如下所示:
@Transaction
public void insert(String userName){
this.jdbcTemplate.update("insert into t_user (name) values (?)", userName);
}
Spring事务实现原理
想要了解Spring事务的实现原理，一个绕不开的点就是Spring AOP，因为事务就是依靠Spring AOP实现的。
@EnableTransactionManagement是开启注解式事务的事务，如果注解式事务真的有玄机，那么@EnableTransactionManagement就是我们揭开秘密的突破口。
@EnableTransactionManagement注解源码如下：
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(TransactionManagementConfigurationSelector.class)
public @interface EnableTransactionManagement {
/**
* 用来表示默认使用JDK Dynamic Proxy还是CGLIB Proxy
*/
boolean proxyTargetClass() default false;
/**
* 表示以Proxy-based方式实现AOP还是以Weaving-based方式实现AOP
*/
AdviceMode mode() default AdviceMode.PROXY;
/**
* 顺序
*/
int order() default Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
}
@EnableTransactionManagement注解，主要通过@Import引入了另一个配置TransactionManagentConfigurationSelector。
在 Spring中Selector通常都是用来选择一些Bean，向容器注册：AutoProxyRegistrar、ProxyTransactionManagementConfiguration两个Bean。
ProxyTransactionManagementConfiguration是一个配置类，实现类主要是TransactionInterceptor，这里会涉及Spring AOP实现切面逻辑织入。
要实现AOP需要明确两个点：
1)定义切点：需要在哪里做增强？
2)定义增强逻辑：需要做什么样的增强逻辑？
如果对于这两点，Spring主要通过事务代理管理配置类：ProxyTransactionManagementConfiguration来实现的。
首先看下核心调用接口TransactionInterceptor实现的invoke()方法的源码：
@Override
@Nullable
public Object invoke(final MethodInvocation invocation) throws Throwable {
// 获取需要织入事务逻辑的目标类
Class<?> targetClass = (invocation.getThis() != null ?
AopUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) : null);
// 进行事务逻辑的织入
return invokeWithinTransaction(invocation.getMethod(), targetClass,
invocation::proceed);
}
在 invokeWithinTransaction 中会调用 createTransactionIfNecessary 方法：
protected TransactionInfo createTransactionIfNecessary(
@Nullable PlatformTransactionManager tm, @Nullable TransactionAttribute txAttr,
final String joinpointIdentification) {
// 如果TransactionAttribute的名称为空，则创建一个代理的TransactionAttribute，
// 并且将其名称设置为需要织入事务的方法的名称
if (txAttr != null && txAttr.getName() == null) {
txAttr = new DelegatingTransactionAttribute(txAttr) {
@Override
public String getName() {
return joinpointIdentification;
}
};
}
TransactionStatus status = null;
if (txAttr != null) {
if (tm != null) {
// 如果事务属性不为空，并且TransactionManager都存在，
// 则通过TransactionManager获取当前事务状态的对象
status = tm.getTransaction(txAttr);
} else {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Skipping transactional joinpoint ["
+ joinpointIdentification
+ "] because no transaction manager has been configured");
}
}
}
// 将当前事务属性和事务状态封装为一个TransactionInfo，这里主要做的工作是将事务属性绑定到当前线程
return prepareTransactionInfo(tm, txAttr, joinpointIdentification, status);
}
这里对事务的创建，首先会判断封装事务属性的对象名称是否为空，如果不为空，则以目标方法的标识符作为其名称，然后通过TransactionManager创建事务。
如下是TransactionManager.getTransaction()方法的源码：
@Override
public final TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition)
throws TransactionException {
//如果TransactionDefinition为空则使用默认配置
TransactionDefinition def = (definition != null ? definition : TransactionDefinition.withDefaults());
Object transaction = doGetTransaction();
boolean debugEnabled = logger.isDebugEnabled();
if (isExistingTransaction(transaction)) {
//如果有存在的事务，则处理存在的事物
return handleExistingTransaction(def, transaction, debugEnabled);
}
// 判断事务是否超时
if (def.getTimeout() < TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) {
throw new InvalidTimeoutException("Invalid transaction timeout", def.getTimeout());
}
// 使用PROPAGATION_MANDATORY这个级别，没有可用的事务则抛异常
if (def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY) {
throw new IllegalTransactionStateException(
"No existing transaction found for transaction marked with propagation 'mandatory'");
}
else if (def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED ||
def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW ||
def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) {
SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(null);
if (debugEnabled) {
logger.debug("Creating new transaction with name [" + def.getName() + "]: " + def);
}
try {
//根据隔离级别开始事务
return startTransaction(def, transaction, debugEnabled, suspendedResources);
}
catch (RuntimeException | Error ex) {
resume(null, suspendedResources);
throw ex;
}
}
else {
// Create "empty" transaction: no actual transaction, but potentially synchronization.
if (def.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT && logger.isWarnEnabled()) {
logger.warn("Custom isolation level specified but no actual transaction initiated; " +
"isolation level will effectively be ignored: " + def);
}
boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);
return prepareTransactionStatus(def, null, true, newSynchronization, debugEnabled, null);
}
}
startTransaction 会调用 DataSourceTransactionManager 的 doBegin 方法设置当前连接为手动提交事务。
@Override
protected void doBegin(Object transaction, TransactionDefinition definition) {
DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;
Connection con = null;
try {
//获取数据库连接
if (!txObject.hasConnectionHolder() ||
txObject.getConnectionHolder().isSynchronizedWithTransaction()) {
Connection newCon = obtainDataSource().getConnection();
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Acquired Connection [" + newCon + "] for JDBC transaction");
}
txObject.setConnectionHolder(new ConnectionHolder(newCon), true);
}
txObject.getConnectionHolder().setSynchronizedWithTransaction(true);
con = txObject.getConnectionHolder().getConnection();
Integer previousIsolationLevel = DataSourceUtils.prepareConnectionForTransaction(con, definition);
txObject.setPreviousIsolationLevel(previousIsolationLevel);
txObject.setReadOnly(definition.isReadOnly());
//如果连接是自动提交，则设置成手动
if (con.getAutoCommit()) {
txObject.setMustRestoreAutoCommit(true);
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Switching JDBC Connection [" + con + "] to manual commit");
}
//这里会和数据库通信
con.setAutoCommit(false);
}
prepareTransactionalConnection(con, definition);
txObject.getConnectionHolder().setTransactionActive(true);
int timeout = determineTimeout(definition);
if (timeout != TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) {
txObject.getConnectionHolder().setTimeoutInSeconds(timeout);
}
// Bind the connection holder to the thread.
if (txObject.isNewConnectionHolder()) {
TransactionSynchronizationManager.bindResource(obtainDataSource(), txObject.getConnectionHolder());
}
}
catch (Throwable ex) {
if (txObject.isNewConnectionHolder()) {
DataSourceUtils.releaseConnection(con, obtainDataSource());
txObject.setConnectionHolder(null, false);
}
throw new CannotCreateTransactionException("Could not open JDBC Connection for transaction", ex);
}
}
再看回 org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAspectSupport#invokeWithinTransaction 方法，这里显示了 aop 如何处理事务
if (txAttr == null || !(ptm instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)) {
//获取事务
TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(ptm, txAttr, joinpointIdentification);
Object retVal;
try {
//触发后面的拦截器和方法本身
retVal = invocation.proceedWithInvocation();
}
catch (Throwable ex) {
// 捕获异常处理回滚
completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
throw ex;
}
finally {
//重置threadLocal中事务状态
cleanupTransactionInfo(txInfo);
}
//省略
...
return retVal;
}
再看一下 completeTransactionAfterThrowing 方法，如果是需要回滚的异常则执行回滚，否则执行提交
protected void completeTransactionAfterThrowing(@Nullable TransactionInfo txInfo, Throwable ex) {
if (txInfo != null && txInfo.getTransactionStatus() != null) {
if (logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Completing transaction for [" + txInfo.getJoinpointIdentification() +
"] after exception: " + ex);
}
//需要回滚的异常
if (txInfo.transactionAttribute != null && txInfo.transactionAttribute.rollbackOn(ex)) {
try {
//执行回滚
txInfo.getTransactionManager().rollback(txInfo.getTransactionStatus());
}
catch (TransactionSystemException ex2) {
logger.error("Application exception overridden by rollback exception", ex);
ex2.initApplicationException(ex);
throw ex2;
}
catch (RuntimeException | Error ex2) {
logger.error("Application exception overridden by rollback exception", ex);
throw ex2;
}
}
else {
try {
//提交
txInfo.getTransactionManager().commit(txInfo.getTransactionStatus());
}
catch (TransactionSystemException ex2) {
logger.error("Application exception overridden by commit exception", ex);
ex2.initApplicationException(ex);
throw ex2;
}
catch (RuntimeException | Error ex2) {
logger.error("Application exception overridden by commit exception", ex);
throw ex2;
}
}
}
}
Spring事务原理总结
Spring事务的本质其实就是Spring AOP和数据库事务，Spring 将数据库的事务操作提取为 切面，通过AOP在方法执行前后增加数据库事务操作。
作者简介
陈睿|mikechen，10年+大厂架构经验，BAT资深面试官，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。
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