Spring事务

原理

Spring本身不提供事务支持，本质上用的是数据库对事务的支持。

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，业务方想要用到事务，必须自己在上层实现，直接调用数据库提供的接口。对于纯JDBC操作数据库，通常可以按照以下步骤进行：
1. 获取连接 Connection con = DriverManager.getConnection()
2. 开启事务con.setAutoCommit(true/false);
3. 执行CRUD
4. 提交事务/回滚事务 con.commit() / con.rollback();
5. 关闭连接 conn.close();

这里面事务的关键操作是步骤2和步骤4。使用Spring的事务管理功能后，Spring 自动帮我们完成步骤2和步骤4，其原理用的是代理。以注解@Transaction实现事务为例，Spring 在启动的时候，找到@Transaction的类的方法，找到@Transaction注解方法对应的接口生成动态代理，并将相关参数进行相关配置注入，在代理中为接口添加了事务的处理过程（开启事务，提交事务，回滚事务）。

Spring事务的传播属性

常量名称	常量解释
PROPAGATION_REQUIRED	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_REQUIRES_NEW	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_SUPPORTS	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	支持当前事务，如果当前没有事务，就抛出异常。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED	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	以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
PROPAGATION_NESTED	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。

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()

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。

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)。

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。

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), 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。

事务的隔离属性

并发事务引起的问题：

在典型的应用程序中，多个事务并发运行，经常会操作相同的数据来完成各自的任务。并发虽然是必须的，但可能会导致以下的问题。

①、脏读（Dirty reads）——脏读发生在一个事务读取了另一个事务改写但尚未提交的数据时。如果改写在稍后被回滚了，那么第一个事务获取的数据就是无效的。

②、不可重复读（Nonrepeatable read）——不可重复读发生在一个事务执行相同的查询两次或两次以上，但是每次都得到不同的数据时。这通常是因为另一个并发事务在两次查询期间进行了更新。

③、幻读（Phantom read）——幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务（T1）读取了几行数据，接着另一个并发事务（T2）插入了一些数据时。在随后的查询中，第一个事务（T1）就会发现多了一些原本不存在的记录。

注意：不可重复读重点是修改，而幻读重点是新增或删除。

在 Spring 事务管理中，为我们定义了如下的隔离级别：

①、ISOLATION_DEFAULT：使用后端数据库默认的隔离级别

②、ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读

③、ISOLATION_READ_COMMITTED：允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生

④、ISOLATION_REPEATABLE_READ：对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生

⑤、ISOLATION_SERIALIZABLE：最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别，确保阻止脏读、不可重复读以及幻读，也是最慢的事务隔离级别，因为它通常是通过完全锁定事务相关的数据库表来实现的

Spring中事务的使用

编程式事务处理：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。即类似于JDBC编程实现事务管理。管理使用TransactionTemplate或者直接使用底层的PlatformTransactionManager。对于编程式事务管理，spring推荐使用TransactionTemplate。
使用编程式事务分为如下两步：
　①、在applicationContext.xml 配置事务管理器

使用TransactionTemplate

  @Autowired
  private TransactionTemplate tt ; // 新建一个TransactionTemplate

    Object result = tt.execute(new TransactionCallback() {  
            public Object doTransaction(TransactionStatus status) {  
                updateOperation();  //数据库增删改操作
                return resultOfUpdateOperation();  
            }  
    }); // 执行execute方法进行事务管理

使用TransactionCallback()可以返回一个值。如果使用TransactionCallbackWithoutResult则没有返回值。

使用DataSourceTransactionManager

   DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager = new DataSourceTransactionManager(); //定义一个某个框架平台的TransactionManager，如JDBC、Hibernate
    dataSourceTransactionManager.setDataSource(this.getJdbcTemplate().getDataSource()); // 设置数据源
    DefaultTransactionDefinition transDef = new DefaultTransactionDefinition(); // 定义事务属性
    transDef.setPropagationBehavior(DefaultTransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED); // 设置传播行为属性
    TransactionStatus status = dataSourceTransactionManager.getTransaction(transDef); // 获得事务状态
    try {
        // 数据库操作
        dataSourceTransactionManager.commit(status);// 提交
    } catch (Exception e) {
        dataSourceTransactionManager.rollback(status);// 回滚
    }

声明式事务处理：管理建立在AOP之上的。其本质是对方法前后进行拦截，然后在目标方法开始之前创建或者加入一个事务，在执行完目标方法之后根据执行情况提交或者回滚事务。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，这样就不需要在业务逻辑代码中掺杂事务管理的代码，只需在配置文件中做相关的事务规则声明(或通过基于@Transactional注解的方式)，便可以将事务规则应用到业务逻辑中。
使用注解比较方便，使用注解实现事务分为如下两步：
　　①、在applicationContext.xml 配置事务管理器，将并事务管理器交予spring

②、在目标类或目标方法添加@Transactional注解即可。如果在类上添加，则说明类中的所有方法都添加事务，如果在方法上添加，则只有该方法具有事务。

package com.ys.service.impl;
 
import javax.annotation.Resource;
 
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Isolation;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
 
import com.ys.dao.AccountDao;
import com.ys.service.AccountService;
 
@Transactional(propagation=Propagation.REQUIRED , isolation = Isolation.DEFAULT)
@Service("accountService")
public class AccountServiceImpl implements AccountService{
    @Resource(name="accountDao")
    private AccountDao accountDao;
     
    public void setAccountDao(AccountDao accountDao) {
        this.accountDao = accountDao;
    }
    @Override
    public void transfer(String outer, String inner, int money) {
        accountDao.out(outer, money);
        //int i = 1/0;
        accountDao.in(inner, money);
    }
 
}

简单地说，编程式事务侵入到了业务代码里面，但是提供了更加详细的事务管理；而声明式事务由于基于AOP，所以既能起到事务管理的作用，又可以不影响业务代码的具体实现。

image.png

参考：
[1]. https://www.cnblogs.com/ysocean/p/7617620.html
[2]. http://www.blogjava.net/robbie/archive/2009/04/05/264003.html

Spring事务

原理

Spring事务的传播属性

事务的隔离属性

Spring中事务的使用

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