spring源码分析-Spring事务原理详解

1.什么是事务
2.数据库层面的事务
3.事务的基本原理
4.Spring事务的传播属性
5.数据库隔离级别
6.Spring事务的隔离级别
7.事务嵌套
8.源码分析
9.测试源码

 

 

1.什么是事务

a）事务是什么

事务（Transaction）是访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元。

从数据库角度来讲：就是提供了一种后悔机制，用临时表来实现后悔

 

b）事务的特性

（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。

 

2.数据库层面的事务

只要增删改才会触发事务，因为只有这些才会更改库表

sql运行在数据库引擎上，数据库引擎类似JVM虚拟机

临时表，放在内存中，一张实际表对应一张临时表，临时表提供了一次后悔的机会

a）插入

（1）先把要插入的数据放入临时表

（2）将临时表中的数据插入到实际表中去

（3）如果没问题，就复制一份到实际表中，并将临时表中的数据删除

（4）如果有问题，返回错误信息，临时表情空

b）删除（修改与删除类似）

（1）先根据条件从原始表汇总查询来满足条件的数据行

（2）将这些数据行复制一份到临时表

（3）执行删除，如果出现错误，原来的数据原封不动，清空临时表中满足本次条件的记录，返回错误码

（4）如果执行成功，真正的干掉原始表中的记录，返回影响行数

c）数据库事务执行流程

（1）事务开启 open

（2）执行事务 execute

（3）提交事务 AutoCommit 、CustomCommit，事务回滚（出现错误） rollback

（4）关闭事务 close

 

3.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，没有数据库的事务支持，spring是无法提供事务功能的。对于纯JDBC操作数据库，想要用到事务，可以按照以下步骤进行：

获取连接 Connection con = DriverManager.getConnection()

开启事务con.setAutoCommit(true/false);

执行CRUD

提交事务/回滚事务 con.commit() / con.rollback();

关闭连接 conn.close();

使用Spring的事务管理功能后，我们可以不再写步骤 2 和 4 的代码，而是由Spirng 自动完成。 那么Spring是如何在我们书写的 CRUD 之前和之后开启事务和关闭事务的呢？解决这个问题，也就可以从整体上理解Spring的事务管理实现原理了。下面简单地介绍下，注解方式为例子

配置文件开启注解驱动，在相关的类和方法上通过注解@Transactional标识。

spring 在启动的时候会去解析生成相关的bean，这时候会查看拥有相关注解的类和方法，并且为这些类和方法生成代理，并根据@Transaction的相关参数进行相关配置注入，这样就在代理中为我们把相关的事务处理掉了（开启正常提交事务，异常回滚事务）。

真正的数据库层的事务提交和回滚是通过binlog或者redo log实现的。

 

4.Spring事务的传播属性

名称	值	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。新建的事务将和被挂起的事务没有任何关系，是两个独立的事务，外层事务失败回滚之后，不能回滚内层事务执行的结果，内层事务失败抛出异常，外层事务捕获，也可以不处理回滚操作
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	如果一个活动的事务存在，则运行在一个嵌套的事务中。如果没有活动事务，则按REQUIRED属性执行。它使用了一个单独的事务，这个事务拥有多个可以回滚的保存点。内部事务的回滚不会对外部事务造成影响。它只对DataSourceTransactionManager事务管理器起效。

 

5.数据库隔离级别

隔离级别	值	导致的问题
Read-Uncommitted	0	导致脏读
Read-Committed	1	避免脏读，允许不可重复读和幻读
Repeatable-Read	2	避免脏读，不可重复读，允许幻读
Serializable	3	串行化读，事务只能一个一个执行，避免了脏读、不可重复读、幻读。 执行效率慢，使用时慎重

（1）脏读：一事务对数据进行了增删改，但未提交，另一事务可以读取到未提交的数据。如果第一个事务这时候回滚了，那么第二个事务就读到了脏数据。

（2）不可重复读：一个事务中发生了两次读操作，第一次读操作和第二次操作之间，另外一个事务对数据进行了修改，这时候两次读取的数据是不一致的。

（3）幻读：第一个事务对一定范围的数据进行批量修改，第二个事务在这个范围增加一条数据，这时候第一个事务就会丢失对新增数据的修改。

（4）总结：

隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。

大多数的数据库默认隔离级别为 Read Commited，比如 SqlServer、Oracle

少数数据库默认隔离级别为：Repeatable Read 比如： MySQL InnoDB

 

6.Spring事务的隔离级别

名称	值	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。

 

7.事务嵌套

通过上面的理论知识的铺垫，我们大致知道了数据库事务和spring事务的一些属性和特点，接下来我们通过分析一些嵌套事务的场景，来深入理解spring事务传播的机制。

假设外层事务 Service A 的 Method A() 调用 内层Service B 的 Method B()

（1）PROPAGATION_REQUIRED(spring 默认)

如果ServiceB.methodB() 的事务级别定义为 PROPAGATION_REQUIRED，那么执行 ServiceA.methodA() 的时候spring已经起了事务，这时调用 ServiceB.methodB()，ServiceB.methodB() 看到自己已经运行在 ServiceA.methodA() 的事务内部，就不再起新的事务。

假如 ServiceB.methodB() 运行的时候发现自己没有在事务中，他就会为自己分配一个事务。

这样，在 ServiceA.methodA() 或者在 ServiceB.methodB() 内的任何地方出现异常，事务都会被回滚。

（2）PROPAGATION_REQUIRES_NEW

比如我们设计 ServiceA.methodA() 的事务级别为 PROPAGATION_REQUIRED，ServiceB.methodB() 的事务级别为 PROPAGATION_REQUIRES_NEW。

那么当执行到 ServiceB.methodB() 的时候，ServiceA.methodA() 所在的事务就会挂起，ServiceB.methodB() 会起一个新的事务，等待 ServiceB.methodB() 的事务完成以后，它才继续执行。

他与 PROPAGATION_REQUIRED 的事务区别在于事务的回滚程度了。因为 ServiceB.methodB() 是新起一个事务，那么就是存在两个不同的事务。如果 ServiceB.methodB() 已经提交，那么 ServiceA.methodA() 失败回滚，ServiceB.methodB() 是不会回滚的。如果 ServiceB.methodB() 失败回滚，如果他抛出的异常被 ServiceA.methodA() 捕获，ServiceA.methodA() 事务仍然可能提交(主要看B抛出的异常是不是A会回滚的异常)。

（3）PROPAGATION_SUPPORTS

假设ServiceB.methodB() 的事务级别为 PROPAGATION_SUPPORTS，那么当执行到ServiceB.methodB()时，如果发现ServiceA.methodA()已经开启了一个事务，则加入当前的事务，如果发现ServiceA.methodA()没有开启事务，则自己也不开启事务。这种时候，内部方法的事务性完全依赖于最外层的事务。

（4）PROPAGATION_NESTED

现在的情况就变得比较复杂了, ServiceB.methodB() 的事务属性被配置为 PROPAGATION_NESTED, 此时两者之间又将如何协作呢? ServiceB#methodB 如果 rollback, 那么内部事务(即 ServiceB#methodB) 将回滚到它执行前的 SavePoint 而外部事务(即 ServiceA#methodA) 可以有以下两种处理方式:

a、捕获异常，执行异常分支逻辑

void methodA() {

try {

ServiceB.methodB();

} catch (SomeException) {

// 执行其他业务, 如 ServiceC.methodC();

}

}

这种方式也是嵌套事务最有价值的地方, 它起到了分支执行的效果, 如果 ServiceB.methodB 失败, 那么执行 ServiceC.methodC(), 而 ServiceB.methodB 已经回滚到它执行之前的 SavePoint, 所以不会产生脏数据(相当于此方法从未执行过，如果设置PROPAGATION_REQUIRED那么就会读取到脏数据), 这种特性可以用在某些特殊的业务中, 而 PROPAGATION_REQUIRED 和 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 都没有办法做到这一点。

b、 外部事务回滚/提交 代码不做任何修改, 那么如果内部事务(ServiceB#methodB) rollback, 那么首先 ServiceB.methodB 回滚到它执行之前的 SavePoint(在任何情况下都会如此), 外部事务(即 ServiceA#methodA) 将根据具体的配置决定自己是 commit 还是 rollback

另外三种事务传播属性基本用不到，在此不做分析。

 

 

8.源码分析

a）找入口

```

 

 

 

 

```

我们都知道事务的配置，那么我们就从配置开始找入口，我们可以看到事务的命名空间tx:advice，那么spring中有个习惯，如果以tx为命名空间那么就去spring-tx中找tx开头的类，约定优于配置

 

b）解析配置文件得到TransactionDefinition

（1）TxNamespaceHandler.init()

（2）TxAdviceBeanDefinitionParser追踪其父类的父类 找到AbstractBeanDefinitionParser.parse()

（3）parse()->parseInternal()

（4）parseInternal()->getBeanClass()

（5）getBeanClass()->TransactionInterceptor 读取tx:method的配置并且解析为实现MethodInterceptor的类

 

c）AOP处理

（1）TransactionDefinition的信息交由PlatformTransactionManager处理得到TransactionStatus

（2）DataSourceTransactionManager介绍（aop方法前面加了什么，方法后面加了什么，就是这个类管理的）

（3）doGetTransaction() //从ThreadLocal中获得一个connection（相互独立的）

——>TransactionSynchronizationManager.getResource

——>doGetResource()：ThreadLocal> resources

——>getResource()返回ConnectionHolder，ConnectionHolder里面有个getConnection()方法获取连接对象

（4）doBegin //开启事务

（5）//执行业务逻辑

（6）doCommit //提交

（7）如果异常 doRollback //回滚

 

 

9.测试源码

源码：https://blog.csdn.net/charjay_lin/article/details/80948427