• Spring 事务概述


     

    本文是我们分布式事务系列的第三篇,这篇文章来和大家捋一捋 Spring 框架中的事务体系。前面两篇文章大家可以参考:

    1. 分布式事务开局第一篇,从数据库事务隔离级别说起
    2. 分布式事务系列第二篇,回顾 Jdbc 事务

    Spring 作为 Java 开发中的基础设施,对于事务也提供了很好的支持,总体上来说,Spring 支持两种类型的事务,声明式事务和编程式事务。

    编程式事务类似于 Jdbc 事务的写法,需要将事务的代码嵌入到业务逻辑中,这样代码的耦合度较高,

    而声明式事务通过 AOP 的思想能够有效的将事务和业务逻辑代码解耦,因此在实际开发中,声明式事务得到了广泛的应用,而编程式事务则较少使用,考虑到文章内容的完整,本文对两种事务方式都会介绍。

    1.核心类

    Spring 中对事务的处理,涉及到三个核心类:

    1. PlatformTransactionManager
    2. TransactionDefinition
    3. TransactionStatus

    这三个核心类是Spring处理事务的核心类。

    1.1 PlatformTransactionManager

    PlatformTransactionManager 是事务处理的核心,它有诸多的实现类,如下:

    3-1

    PlatformTransactionManager 的定义如下:

    public interface PlatformTransactionManager {
    TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition);
    void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    }

    可以看到 PlatformTransactionManager 中定义了基本的事务操作方法,这些事务操作方法都是平台无关的,具体的实现都是由不同的子类来实现的。PlatformTransactionManager 中主要有如下三个方法:

    「1.getTransaction()」

    getTransaction() 是根据传入的 TransactionDefinition 获取一个事务对象,TransactionDefinition 中定义了一些事务的基本规则,例如传播性、隔离级别等。

    「2.commit()」

    commit() 方法用来提交事务。

    「3.rollback()」

    rollback() 方法用来回滚事务。

    PlatformTransactionManager 有多个实现类,这些实现类就是 Spring 内置的事务管理器,如下:

    3-2

    1.2 TransactionDefinition

    TransactionDefinition 用来描述事务的具体规则,该类中的方法如下:

    3-2

    可以看到一共有五个方法:

    1. getIsolationLevel(),获取事务的隔离级别
    2. getName(),获取事务的名称
    3. getPropagationBehavio(),获取事务的传播性
    4. getTimeout(),获取事务的超时时间
    5. isReadOnly(),获取事务是否是只读事务

    TransactionDefinition 也有诸多的实现类,如下:

    3-3

    如果开发者使用了编程式事务的话,直接使用 DefaultTransactionDefinition 即可。

    1.2.1 隔离级别

    这里事务的隔离级别,主要有如下几种:

    public enum Isolation {
    DEFAULT(TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT),
    READ_UNCOMMITTED(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED),
    READ_COMMITTED(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED),
    REPEATABLE_READ(TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ),
    SERIALIZABLE(TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE);
    private final int value;
    Isolation(int value) { this.value = value; }
    public int value() { return this.value; }
    }

    其中,DEFAULT 表示使用数据库默认的事务隔离级别,其他的隔离级别则和数据库中的隔离级别一一对应。

    1.2.2 传播性

    关于事务的传播性,Spring 主要定义了如下几种:

    public enum Propagation {
    REQUIRED(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED),
    SUPPORTS(TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS),
    MANDATORY(TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY),
    REQUIRES_NEW(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW),
    NOT_SUPPORTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED),
    NEVER(TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER),
    NESTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED);
    private final int value;
    Propagation(int value) { this.value = value; }
    public int value() { return this.value; }
    }

    具体含义如下:

    其中,PROPAGATION_NESTED 和 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 区别如下:

    1. 开启事务的多少,PROPAGATION_REQUIRES_NEW 会开启一个新事务,外部事务挂起,里面的事务独立执行。PROPAGATION_NESTED 为父子事务,实际上是借助 jdbc 的 savepoint 实现的,属于同一个事物。
    2. PROPAGATION_NESTED 的回滚可以总结为,子事务回滚到 savepoint,父事务可选择性回滚或者不不滚;父事务回滚子事务一定回滚。PROPAGATION_REQUIRES_NEW 则是不同事物,嵌套事务之间没有必然联系是否回滚都由自己决定。

    1.3 TransactionStatus

    TransactionStatus 可以直接理解为事务本身,该接口源码如下:

    public interface TransactionStatus extends SavepointManager, Flushable {
    boolean isNewTransaction();
    boolean hasSavepoint();
    void setRollbackOnly();
    boolean isRollbackOnly();
    void flush();
    boolean isCompleted();
    }
    1. isNewTransaction() 方法获取当前事务是否是一个新事务。
    2. hasSavepoint() 方法判断是否存在 savePoint()。
    3. setRollbackOnly() 方法设置事务必须回滚。
    4. isRollbackOnly() 方法获取事务只能回滚。
    5. flush() 方法将底层会话中的修改刷新到数据库,一般用于 Hibernate/JPA 的会话,对如 JDBC 类型的事务无任何影响。
    6. isCompleted() 方法用来获取是一个事务是否结束。

    2.编程式事务

    编程式事务并非主流用法,但是为了使我们的知识点完整,这里还是给读者介绍下编程式事务的用法。「本系列所有案例都是基于 SpringBoot,因此涉及到 SpringBoot 相关的知识点,默认认为读者都懂。如果大家对 Spring Boot 尚不熟悉的话,可以先看看松哥关于 Spring Boot 的视频教程:Spring Boot + Vue 视频教程

    编程式事务整体上来说有两种实现方式,下面分别予以介绍。

    2.1 基于 Spring 基本的 API

    这里还是使用前文的转账数据库,依然模拟一个转账操作。

    本案例使用的数据库操作库为 Spring 自带的 JdbcTemplate,当然,读者也可以使用 MyBatis 或者其他库。JdbcTemplate 配置过程这里就省略了(不懂配置,可以参考Spring Boot 整合 JdbcTemplate),我们来直接看转账的核心操作,如下:

    @Service
    public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Autowired
    PlatformTransactionManager txManager;

    public void transfer() {
    DefaultTransactionDefinition definition = new DefaultTransactionDefinition();
    definition.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ);
    TransactionStatus status = txManager.getTransaction(definition);
    try {
    jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
    int i = 1 / 0;
    jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
    txManager.commit(status);
    } catch (DataAccessException e) {
    e.printStackTrace();
    txManager.rollback(status);
    }
    }
    }

    关于这段代码,我做如下几点解释:

    1. 首先注入 JdbcTemplate,这是由 SpringBoot 自动配置类提供的,这个很简单,这里不赘述。
    2. 接下来注入 PlatformTransactionManager,本案例中 PlatformTransactionManager 的实现类是 DataSourceTransactionManager,这是由于开发者没有提供 PlatformTransactionManager 的实例,并且当前项目 claspath 下存在 JdbcTemplate,相关源码如下:
    @Configuration
    @ConditionalOnClass({ JdbcTemplate.class, PlatformTransactionManager.class })
    @AutoConfigureOrder(Ordered.LOWEST_PRECEDENCE)
    @EnableConfigurationProperties(DataSourceProperties.class)
    public class DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration {

    @Configuration
    @ConditionalOnSingleCandidate(DataSource.class)
    static class DataSourceTransactionManagerConfiguration {
    ...
    ...
    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean(PlatformTransactionManager.class)
    public DataSourceTransactionManager transactionManager(
    DataSourceProperties properties) {
    DataSourceTransactionManager transactionManager = new DataSourceTransactionManager(
    this.dataSource);
    if (this.transactionManagerCustomizers != null) {
    this.transactionManagerCustomizers.customize(transactionManager);
    }
    return transactionManager;
    }
    }
    }
    1. 在 transfer 方法中,首先定义一个 DefaultTransactionDefinition,然后定义事务的隔离级别,再通过 txManager 中的 getTransaction 方法获取一个 TransactionStatus 的实例,最后在 try..cache 中处理业务,也方法顺利执行时提交事务,否则回滚事务。

    2.2 基于 TransactionTemplate

    考虑到基于 Spring 基础事务 API 实现的事务管理是一个模板化的操作,Spring 提供了另外一个类 TransactionTemplate,来简化这个模板操作,在 SpringBoot 的 TransactionAutoConfiguration 类中,可以看到 SpringBoot 已经为开发者提供了 TransactionTemplate 实例,如下:

    @Configuration
    @ConditionalOnClass(PlatformTransactionManager.class)
    @AutoConfigureAfter({ JtaAutoConfiguration.class, HibernateJpaAutoConfiguration.class,
    DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class,
    Neo4jDataAutoConfiguration.class })
    @EnableConfigurationProperties(TransactionProperties.class)
    public class TransactionAutoConfiguration {
    ...
    ...
    @Configuration
    @ConditionalOnSingleCandidate(PlatformTransactionManager.class)
    public static class TransactionTemplateConfiguration {

    private final PlatformTransactionManager transactionManager;
    public TransactionTemplateConfiguration(
    PlatformTransactionManager transactionManager) {
    this.transactionManager = transactionManager;
    }
    @Bean
    @ConditionalOnMissingBean
    public TransactionTemplate transactionTemplate() {
    return new TransactionTemplate(this.transactionManager);
    }
    }
    ...
    ...
    }

    由于 TransactionTemplate 的实例系统已经配置好了,因此开发者可以直接使用 TransactionTemplate,如下:

    @Service
    public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Autowired
    TransactionTemplate tranTemplate;
    public void transfer() {
    tranTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
    @Override
    protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
    try {
    jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
    int i = 1 / 0;
    jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
    } catch (DataAccessException e) {
    status.setRollbackOnly();
    e.printStackTrace();
    }
    }
    });
    }
    }

    直接注入 TransactionTemplate,然后在 execute 方法中添加回调写核心的业务即可,当抛出异常时,将当前事务标注为只能回滚即可。注意,execute 方法中,如果不需要获取事务执行的结果,则直接使用 TransactionCallbackWithoutResult 类即可,如果要获取事务执行结果,则使用 TransactionCallback 即可。

    3.声明式事务

    编程式事务会干扰到业务逻辑代码,而声明式事务不会,这是声明式事务的最大优势。

    声明式事务的使用比较简单,在 SpringBoot 项目中,直接使用 @Transactional 注解即可实现,如下:

    @Service
    public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
    public void transfer() {
    jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
    int i = 1 / 0;
    jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
    }
    }

    开发者可以在 @Transactional 注解中配置事务的隔离级别,传播性等。

    参考:

    1. https://blog.csdn.net/Big_Blogger/article/details/70184627
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