Spring源碼解析——@Transactional註解的聲明式事物介紹

正文

面的幾個章節已經分析了spring基於@AspectJ的源碼，那麼接下來我們分析一下Aop的另一個重要功能，事物管理。最全面的Java面試網站

事務的介紹

1.資料庫事物特性

• 原子性
  多個資料庫操作是不可分割的，只有所有的操作都執行成功，事物才能被提交；只要有一個操作執行失敗，那麼所有的操作都要回滾，資料庫狀態必須回覆到操作之前的狀態
• 一致性
  事物操作成功後，資料庫的狀態和業務規則必須一致。例如：從A賬戶轉賬100元到B賬戶，無論資料庫操作成功失敗，A和B兩個賬戶的存款總額是不變的。
• 隔離性
  當併發操作時，不同的資料庫事物之間不會相互干擾（當然這個事物隔離級別也是有關係的）
• 持久性
  事物提交成功之後，事物中的所有數據都必須持久化到資料庫中。即使事物提交之後資料庫立刻崩潰，也需要保證數據能能夠被恢復。

2.事物隔離級別

當資料庫併發操作時，可能會引起臟讀、不可重覆讀、幻讀、第一類丟失更新、第二類更新丟失等現象。

• 臟讀
  事物A讀取事物B尚未提交的更改數據，並做了修改；此時如果事物B回滾，那麼事物A讀取到的數據是無效的，此時就發生了臟讀。
• 不可重覆讀
  一個事務執行相同的查詢兩次或兩次以上，每次都得到不同的數據。如：A事物下查詢賬戶餘額，此時恰巧B事物給賬戶里轉賬100元，A事物再次查詢賬戶餘額，那麼A事物的兩次查詢結果是不一致的。
• 幻讀
  A事物讀取B事物提交的新增數據，此時A事物將出現幻讀現象。幻讀與不可重覆讀容易混淆，如何區分呢？幻讀是讀取到了其他事物提交的新數據，不可重覆讀是讀取到了已經提交事物的更改數據（修改或刪除）

對於以上問題，可以有多個解決方案，設置資料庫事物隔離級別就是其中的一種，資料庫事物隔離級別分為四個等級，通過一個表格描述其作用。

3.Spring事物支持核心介面

• TransactionDefinition-->定義與spring相容的事務屬性的介面

public interface TransactionDefinition {
    // 如果當前沒有事物，則新建一個事物；如果已經存在一個事物，則加入到這個事物中。
    int PROPAGATION_REQUIRED = 0;
    // 支持當前事物，如果當前沒有事物，則以非事物方式執行。
    int PROPAGATION_SUPPORTS = 1;
    // 使用當前事物，如果當前沒有事物，則拋出異常。
    int PROPAGATION_MANDATORY = 2;
    // 新建事物，如果當前已經存在事物，則掛起當前事物。
    int PROPAGATION_REQUIRES_NEW = 3;
    // 以非事物方式執行，如果當前存在事物，則掛起當前事物。
    int PROPAGATION_NOT_SUPPORTED = 4;
    // 以非事物方式執行，如果當前存在事物，則拋出異常。
    int PROPAGATION_NEVER = 5;
    // 如果當前存在事物，則在嵌套事物內執行；如果當前沒有事物，則與PROPAGATION_REQUIRED傳播特性相同
    int PROPAGATION_NESTED = 6;
    // 使用後端資料庫預設的隔離級別。
    int ISOLATION_DEFAULT = -1;
    // READ_UNCOMMITTED 隔離級別
    int ISOLATION_READ_UNCOMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED;
    // READ_COMMITTED 隔離級別
    int ISOLATION_READ_COMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED;
    // REPEATABLE_READ 隔離級別
    int ISOLATION_REPEATABLE_READ = Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ;
    // SERIALIZABLE 隔離級別
    int ISOLATION_SERIALIZABLE = Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE;
    // 預設超時時間
    int TIMEOUT_DEFAULT = -1;
    // 獲取事物傳播特性
    int getPropagationBehavior();
    // 獲取事物隔離級別
    int getIsolationLevel();
    // 獲取事物超時時間
    int getTimeout();
    // 判斷事物是否可讀
    boolean isReadOnly();
    // 獲取事物名稱
    @Nullable
    String getName();
}

1. Spring事物傳播特性表：

1. Spring事物隔離級別表：

MySQL預設的事務隔離級別為 可重覆讀repeatable-read

　　3.PlatformTransactionManager-->Spring事務基礎結構中的中心介面

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public interface PlatformTransactionManager {
    // 根據指定的傳播行為，返回當前活動的事務或創建新事務。
    TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition) throws TransactionException;
    // 就給定事務的狀態提交給定事務。
    void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    // 執行給定事務的回滾。
    void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

Spring將事物管理委托給底層的持久化框架來完成，因此，Spring為不同的持久化框架提供了不同的PlatformTransactionManager介面實現。列舉幾個Spring自帶的事物管理器：

• TransactionStatus-->事物狀態描述

1. TransactionStatus介面

public interface TransactionStatus extends SavepointManager, Flushable {
    // 返回當前事務是否為新事務（否則將參與到現有事務中，或者可能一開始就不在實際事務中運行）
    boolean isNewTransaction();
    // 返回該事務是否在內部攜帶保存點，也就是說，已經創建為基於保存點的嵌套事務。
    boolean hasSavepoint();
    // 設置事務僅回滾。
    void setRollbackOnly();
    // 返回事務是否已標記為僅回滾
    boolean isRollbackOnly();
    // 將會話刷新到數據存儲區
    @Override
    void flush();
    // 返回事物是否已經完成，無論提交或者回滾。
    boolean isCompleted();
}

1. SavepointManager介面

public interface SavepointManager {
    // 創建一個新的保存點。
    Object createSavepoint() throws TransactionException;
    // 回滾到給定的保存點。
    // 註意：調用此方法回滾到給定的保存點之後，不會自動釋放保存點，
    // 可以通過調用releaseSavepoint方法釋放保存點。
    void rollbackToSavepoint(Object savepoint) throws TransactionException;
    // 顯式釋放給定的保存點。（大多數事務管理器將在事務完成時自動釋放保存點）
    void releaseSavepoint(Object savepoint) throws TransactionException;
}

Spring編程式事物

• 表

CREATE TABLE `account` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  `balance` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '賬戶餘額',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='--賬戶表'

• 實現

 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、創建物管理器
         txManager = new DataSourceTransactionManager();
         txManager.setDataSource(dataSource);
 
         // 3、定義事物屬性
         txDefinition = new DefaultTransactionDefinition();
         txDefinition.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);
 
         // 3、開啟事物
         TransactionStatus txStatus = txManager.getTransaction(txDefinition);
 
         // 4、執行業務邏輯
         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;
     }
 
 }

• 測試類及結果

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

運行測試類，在拋出異常之後手動回滾事物，所以資料庫表中不會增加記錄。

基於@Transactional註解的聲明式事物

其底層建立在 AOP 的基礎之上，對方法前後進行攔截，然後在目標方法開始之前創建或者加入一個事務，在執行完目標方法之後根據執行情況提交或者回滾事務。通過聲明式事物，無需在業務邏輯代碼中摻雜事務管理的代碼，只需在配置文件中做相關的事務規則聲明（或通過等價的基於標註的方式），便可以將事務規則應用到業務邏輯中。

• 介面

import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public interface AccountServiceImp {
    void save() throws RuntimeException;
}

• 實現

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("==開始執行sql");
        jdbcTemplate.update(insert_sql);
        System.out.println("==結束執行sql");

        System.out.println("==準備拋出異常");
        throw new RuntimeException("==手動拋出一個異常");
    }

    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">

    <!--開啟tx註解-->
    <tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>

    <!--事物管理器-->
    <bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
    </bean>

    <!--數據源-->
    <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&amp;useUnicode=true&amp;characterEncoding=UTF-8"/>
        <property name="username" value="root"/>
        <property name="password" value="dabin1991@"/>
    </bean>

    <!--jdbcTemplate-->
    <bean id="jdbcTemplate" class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate">
        <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
    </bean>

    <!--業務bean-->
    <bean id="accountService" class="com.dabin.aop.AccountServiceImpl">
        <property name="jdbcTemplate" ref="jdbcTemplate"/>
    </bean>

</beans>

• 測試

import org.junit.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

public class MyTest {

    @Test
    public void test1() {
        // 基於tx標簽的聲明式事物
        ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("aop.xml");
        AccountServiceImp studentService = ctx.getBean("accountService", AccountServiceImp.class);
        studentService.save();
    }
}

• 測試

==開始執行sql
==結束執行sql
==準備拋出異常

java.lang.RuntimeException: ==手動拋出一個異常

    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)

測試方法中手動拋出了一個異常，Spring會自動回滾事物，查看資料庫可以看到並沒有新增記錄。

註意：預設情況下Spring中的事務處理只對RuntimeException方法進行回滾，所以，如果此處將RuntimeException替換成普通的Exception不會產生回滾效果。

下一篇我們分析基於@Transactional註解的聲明式事物的的源碼實現。

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