• 【转】Spring事务详解


    1.事务的基本原理

    Spring事务的本质其实就是数据库对事务的支持,使用JDBC的事务管理机制,就是利用java.sql.Connection对象完成对事务的提交,那在没有Spring帮我们管理事务之前,我们要怎么做。

    Connection conn = DriverManager.getConnection();
    try {  
        conn.setAutoCommit(false);  //将自动提交设置为false                         
        执行CRUD操作 
        conn.commit();      //当两个操作成功后手动提交  
    } catch (Exception e) {  
        conn.rollback();    //一旦其中一个操作出错都将回滚,所有操作都不成功
        e.printStackTrace();  
    } finally {
        conn.colse();
    }

    事务是一系列的动作,一旦其中有一个动作出现错误,必须全部回滚,系统将事务中对数据库的所有已完成的操作全部撤消,滚回到事务开始的状态,避免出现由于数据不一致而导致的接下来一系列的错误。事务的出现是为了确保数据的完整性和一致性,在目前企业级应用开发中,事务管理是必不可少的。

    2.与事务相关的理论知识

    众所周知,事务有四大特性(ACID)

    1.原子性(Atomicity)事务是一个原子操作,由一系列动作组成。事务的原子性确保动作要么全部完成,要么完全不起作用。

    2.一致性(Consistency)事务在完成时,必须是所有的数据都保持一致状态。

    3.隔离性(Isolation)并发事务执行之间无影响,在一个事务内部的操作对其他事务是不产生影响,这需要事务隔离级别来指定隔离性。

    4.持久性(Durability)一旦事务完成,数据库的改变必须是持久化的。

    在企业级应用中,多用户访问数据库是常见的场景,这就是所谓的事务的并发。事务并发所可能存在的问题: 
    1.脏读:一个事务读到另一个事务未提交的更新数据。 
    2.不可重复读:一个事务两次读同一行数据,可是这两次读到的数据不一样。 
    3.幻读:一个事务执行两次查询,但第二次查询比第一次查询多出了一些数据行。 
    4.丢失更新:撤消一个事务时,把其它事务已提交的更新的数据覆盖了。

    我们可以在java.sql.Connection中看到JDBC定义了五种事务隔离级别来解决这些并发导致的问题:

     1 /**
     2  * A constant indicating that transactions are not supported. 
     3  */
     4   int TRANSACTION_NONE = 0;
     5 
     6 /**
     7  * A constant indicating that
     8  * dirty reads, non-repeatable reads and phantom reads can occur.
     9  * This level allows a row changed by one transaction to be read
    10  * by another transaction before any changes in that row have been
    11  * committed (a "dirty read").  If any of the changes are rolled back, 
    12  * the second transaction will have retrieved an invalid row.
    13  */
    14   int TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED = 1;
    15 
    16 /**
    17  * A constant indicating that
    18  * dirty reads are prevented; non-repeatable reads and phantom
    19  * reads can occur.  This level only prohibits a transaction
    20  * from reading a row with uncommitted changes in it.
    21  */
    22   int TRANSACTION_READ_COMMITTED   = 2;
    23 
    24 /**
    25  * A constant indicating that
    26  * dirty reads and non-repeatable reads are prevented; phantom
    27  * reads can occur.  This level prohibits a transaction from
    28  * reading a row with uncommitted changes in it, and it also
    29  * prohibits the situation where one transaction reads a row,
    30  * a second transaction alters the row, and the first transaction
    31  * rereads the row, getting different values the second time
    32  * (a "non-repeatable read").
    33  */
    34   int TRANSACTION_REPEATABLE_READ  = 4;
    35 
    36 /**
    37  * A constant indicating that
    38  * dirty reads, non-repeatable reads and phantom reads are prevented.
    39  * This level includes the prohibitions in
    40  * <code>TRANSACTION_REPEATABLE_READ</code> and further prohibits the 
    41  * situation where one transaction reads all rows that satisfy
    42  * a <code>WHERE</code> condition, a second transaction inserts a row that
    43  * satisfies that <code>WHERE</code> condition, and the first transaction
    44  * rereads for the same condition, retrieving the additional
    45  * "phantom" row in the second read.
    46  */
    47   int TRANSACTION_SERIALIZABLE     = 8;

    翻译过来这几个常量就是 
    TRANSACTION_NONE JDBC 驱动不支持事务 
    TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED 允许脏读、不可重复读和幻读。 
    TRANSACTION_READ_COMMITTED 禁止脏读,但允许不可重复读和幻读。 
    TRANSACTION_REPEATABLE_READ 禁止脏读和不可重复读,单运行幻读。 
    TRANSACTION_SERIALIZABLE 禁止脏读、不可重复读和幻读。

    隔离级别越高,意味着数据库事务并发执行性能越差,能处理的操作就越少。你可以通过conn.setTransactionLevel去设置你需要的隔离级别。 
    JDBC规范虽然定义了事务的以上支持行为,但是各个JDBC驱动,数据库厂商对事务的支持程度可能各不相同。 
    出于性能的考虑我们一般设置TRANSACTION_READ_COMMITTED就差不多了,剩下的通过使用数据库的锁来帮我们处理别的,关于数据库的锁这个之后再说。

    了解了基本的JDBC事务,那有了Spring,在事务管理上会有什么新的改变呢? 
    有了Spring,我们再也无需要去处理获得连接、关闭连接、事务提交和回滚等这些操作,使得我们把更多的精力放在处理业务上。事实上Spring并不直接管理事务,而是提供了多种事务管理器。他们将事务管理的职责委托给Hibernate或者JTA等持久化机制所提供的相关平台框架的事务来实现。3.

    3.Spring事务管理

    Spring事务管理的核心接口是PlatformTransactionManager 
    这里写图片描述 
    事务管理器接口通过getTransaction(TransactionDefinition definition)方法根据指定的传播行为返回当前活动的事务或创建一个新的事务,这个方法里面的参数是TransactionDefinition类,这个类就定义了一些基本的事务属性。 
    在TransactionDefinition接口中定义了它自己的传播行为和隔离级别 
    这里写图片描述 
    除去常量,主要的方法有:

    int getIsolationLevel();// 返回事务的隔离级别
    String getName();// 返回事务的名称
    int getPropagationBehavior();// 返回事务的传播行为
    int getTimeout();  // 返回事务必须在多少秒内完成
    boolean isReadOnly(); // 事务是否只读,事务管理器能够根据这个返回值进行优化,确保事务是只读的

    Spring事务的传播属性

    由上图可知,Spring定义了7个以PROPAGATION_开头的常量表示它的传播属性。

    名称解释
    PROPAGATION_REQUIRED 0 支持当前事务,如果当前没有事务,就新建一个事务。这是最常见的选择,也是Spring默认的事务的传播。
    PROPAGATION_SUPPORTS 1 支持当前事务,如果当前没有事务,就以非事务方式执行。
    PROPAGATION_MANDATORY 2 支持当前事务,如果当前没有事务,就抛出异常。
    PROPAGATION_REQUIRES_NEW 3 新建事务,如果当前存在事务,把当前事务挂起。
    PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 4 以非事务方式执行操作,如果当前存在事务,就把当前事务挂起。
    PROPAGATION_NEVER 5 以非事务方式执行,如果当前存在事务,则抛出异常。
    PROPAGATION_NESTED 6 如果当前存在事务,则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务,则进行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。

    Spring事务的隔离级别

    名称解释
    ISOLATION_DEFAULT -1 这是一个PlatfromTransactionManager默认的隔离级别,使用数据库默认的事务隔离级别。另外四个与JDBC的隔离级别相对应
    ISOLATION_READ_UNCOMMITTED 1 这是事务最低的隔离级别,它充许另外一个事务可以看到这个事务未提交的数据。这种隔离级别会产生脏读,不可重复读和幻读。
    ISOLATION_READ_COMMITTED 2 保证一个事务修改的数据提交后才能被另外一个事务读取。另外一个事务不能读取该事务未提交的数据。
    ISOLATION_REPEATABLE_READ 4 这种事务隔离级别可以防止脏读,不可重复读。但是可能出现幻读。
    ISOLATION_SERIALIZABLE 8 这是花费最高代价但是最可靠的事务隔离级别。事务被处理为顺序执行。除了防止脏读,不可重复读外,还避免了幻读。

    调用PlatformTransactionManager接口的getTransaction()的方法得到的是TransactionStatus接口的一个实现 
    TransactionStatus接口 
    这里写图片描述 
    主要的方法有:

    void flush();//如果适用的话,这个方法用于刷新底层会话中的修改到数据库,例如,所有受影响的Hibernate/JPA会话。
    boolean hasSavepoint(); // 是否有恢复点
    boolean isCompleted();// 是否已完成
    boolean isNewTransaction(); // 是否是新的事务
    boolean isRollbackOnly(); // 是否为只回滚
    void setRollbackOnly();  // 设置为只回滚

    可以看出返回的结果是一些事务的状态,可用来检索事务的状态信息。

    4.配置事务管理器

    介绍完Spring事务的管理的流程大概是怎么走的。接下来可以动手试试Spring是如何配置事务管理器的 
    例如我在spring-mybatis中配置的:

    <!-- 配置事务管理器 -->
    <bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
    </bean>

    这配置不是唯一的,可以根据自己项目选择的数据访问框架灵活配置事务管理器

    配置了事务管理器后,事务当然还是得我们自己去操作,Spring提供了两种事务管理的方式:编程式事务管理和声明式事务管理,让我们分别看看它们是怎么做的吧。

    5.编程式事务管理

    编程式事务管理我们可以通过PlatformTransactionManager实现来进行事务管理,同样的Spring也为我们提供了模板类TransactionTemplate进行事务管理,下面主要介绍模板类,我们需要在配置文件中配置

        <!--配置事务管理的模板-->
        <bean id="transactionTemplate" class="org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate">
            <property name="transactionManager" ref="transactionManager"></property>
            <!--定义事务隔离级别,-1表示使用数据库默认级别-->
            <property name="isolationLevelName" value="ISOLATION_DEFAULT"></property>
            <property name="propagationBehaviorName" value="PROPAGATION_REQUIRED"></property>
        </bean>

    TransactionTemplate帮我们封装了许多代码,节省了我们的工作。下面我们写个单元测试来测测。 
    为了测试事务回滚,专门建了一张tbl_accont表,用于模拟存钱的一个场景。service层主要代码如下,后面会给出全部代码的github地址,有需要的朋友请移步查看。 
    BaseSeviceImpl

        //方便测试直接写的sql
        @Override
        public void insert(String sql, boolean flag) throws Exception {
            dao.insertSql(sql);
            // 如果flag 为 true ,抛出异常
            if (flag){
                throw new Exception("has exception!!!");
            }
        }
        //获取总金额
        @Override
        public Integer sum(){
            return dao.sum();
        }

    dao对应的sum方法

        <select id="sum" resultType="java.lang.Integer">
            SELECT SUM(money) FROM tbl_account;
        </select>

    下面看看测试代码

     1 package com.gray;
     2 
     3 import com.gray.service.BaseSevice;
     4 import org.junit.Test;
     5 import org.junit.runner.RunWith;
     6 import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
     7 import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
     8 import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;
     9 import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
    10 import org.springframework.transaction.support.TransactionCallbackWithoutResult;
    11 import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;
    12 
    13 import javax.annotation.Resource;
    14 
    15 /**
    16  * Created by gray on 2017/4/8.
    17  */
    18 @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
    19 @ContextConfiguration(locations = {"classpath:spring-test.xml"})
    20 public class TransactionTest{
    21     @Resource
    22     private TransactionTemplate transactionTemplate;
    23     @Autowired
    24     private BaseSevice baseSevice;
    25 
    26     @Test
    27     public void transTest() {
    28         System.out.println("before transaction");
    29         Integer sum1 = baseSevice.sum();
    30         System.out.println("before transaction sum: "+sum1);
    31         System.out.println("transaction....");
    32         transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
    33             @Override
    34             protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
    35                 try{
    36                     baseSevice.insert("INSERT INTO tbl_account VALUES (100);",false);
    37                     baseSevice.insert("INSERT INTO tbl_account VALUES (100);",false);
    38                 } catch (Exception e){
    39                     //对于抛出Exception类型的异常且需要回滚时,需要捕获异常并通过调用status对象的setRollbackOnly()方法告知事务管理器当前事务需要回滚
    40                     status.setRollbackOnly();
    41                     e.printStackTrace();
    42                 }
    43            }
    44         });
    45         System.out.println("after transaction");
    46         Integer sum2 = baseSevice.sum();
    47         System.out.println("after transaction sum: "+sum2);
    48     }
    49 }

    当baseSevice.insert的第二个参数为false时,我们假设插入数据没有出现任何问题,测试结果如图所示: 
    这里写图片描述
    当第二个参数为true时,insert会抛出一个异常,这是事务就应该回滚,数据前后不应该有变化,如图所示: 
    这里写图片描述

    6.声明式事务管理

    声明式事务管理有两种常用的方式,一种是基于tx和aop命名空间的xml配置文件,一种是基于@Transactional注解,随着Spring和Java的版本越来越高,大家越趋向于使用注解的方式,下面我们两个都说。 
    1.基于tx和aop命名空间的xml配置文件 
    配置文件

        <tx:advice id="advice" transaction-manager="transactionManager">
            <tx:attributes>
                <tx:method name="insert" propagation="REQUIRED" read-only="false"  rollback-for="Exception"/>
            </tx:attributes>
        </tx:advice>
    
        <aop:config>
            <aop:pointcut id="pointCut" expression="execution (* com.gray.service.*.*(..))"/>
            <aop:advisor advice-ref="advice" pointcut-ref="pointCut"/>
        </aop:config>

    测试代码

     1     @Test
     2     public void transTest() {
     3         System.out.println("before transaction");
     4         Integer sum1 = baseSevice.sum();
     5         System.out.println("before transaction sum: "+sum1);
     6         System.out.println("transaction....");
     7         try{
     8             baseSevice.insert("INSERT INTO tbl_account VALUES (100);",true);
     9         } catch (Exception e){
    10             e.printStackTrace();
    11         }
    12         System.out.println("after transaction");
    13         Integer sum2 = baseSevice.sum();
    14         System.out.println("after transaction sum: "+sum2);
    15     }

    事务正常执行结果截图 
    这里写图片描述
    事务出现异常结果截图 
    这里写图片描述
    2.基于@Transactional注解 
    这种方式最简单,也是最为常用的,只需要在配置文件中开启对注解事务管理的支持。

        <!-- 声明式事务管理 配置事物的注解方式注入-->
        <tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>

    然后在需要事务管理的地方加上@Transactional注解,如:

        @Transactional(rollbackFor=Exception.class)
        public void insert(String sql, boolean flag) throws Exception {
            dao.insertSql(sql);
            // 如果flag 为 true ,抛出异常
            if (flag){
                throw new Exception("has exception!!!");
            }
        }

    rollbackFor属性指定出现Exception异常的时候回滚,遇到检查性的异常需要回滚,默认情况下非检查性异常,包括error也会自动回滚。 
    测试代码和上面那个一样 
    事务正常执行结果截图 
    这里写图片描述
    事务出现异常结果截图 
    这里写图片描述
    以上就是对Spring事务进行了详细的分析和代码示例。 

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