Spring Data JPA进阶（五）：事务和锁

事务

默认情况下，Spring Data JPA提供的CRUD方法都添加了事务，这里的事务使用的是Spring的事务管理机制。对于读操作来说，事务的readOnly属性是设置的true（默认值是false），而其他操作都是设置的一个空的@Transactional注解，所以使用的都是Spring事务的默认配置。

如何在持久层使用事务

如果你想覆盖某个方法的事务配置，可以在自己的接口里面覆盖那个方法，然后加上Transactional注解。

public interface UserRepository extends CrudRepository {

  @Override
  @Transactional(timeout = 10)
  public List findAll();
    
}

统一配置一个接口的事务

你也可以在接口上面使用@Transactional注解进行统一配置：

@Transactional(readOnly = true)
public interface UserRepository extends JpaRepository {

  List findByLastname(String lastname);

  @Modifying
  @Transactional
  @Query("delete from User u where u.active = false")
  void deleteInactiveUsers();
}

如果同时在接口和方法上进行了配置，方法上的配置会具有更高的优先级。

对查询语句设置readOnly为true有什么好处呢？如果你设置了readOnly为true，hibernate的flush模式会自动设置为NEVER，这样就可以让hibernate跳过“脏检查”阶段，可以显著提升大对象（很多层子对象组成的对象树）的查询性能。

多个Repository组成的事务

如果涉及到多个Repository的事务，可以在Service层做处理，或者使用门面模式。这里可能涉及到“事务的传播级别”方面的知识点。

示例代码：

@Service
class UserManagementImpl implements UserManagement {

  private final UserRepository userRepository;
  private final RoleRepository roleRepository;

  @Autowired
  public UserManagementImpl(UserRepository userRepository, RoleRepository roleRepository) {
    this.userRepository = userRepository;
    this.roleRepository = roleRepository;
  }

  @Transactional
  public void addRoleToAllUsers(String roleName) {

    Role role = roleRepository.findByName(roleName);

    for (User user : userRepository.findAll()) {
      user.addRole(role);
      userRepository.save(user);
    }
}

锁

• 如何使用锁
  使用非常简单，只需要在持久层的方法上添加@Lock注解并选择锁的类型即可：

interface UserRepository extends Repository {

  @Lock(LockModeType.READ)
  List findByLastname(String lastname);
}

这个注解是在org.springframework.data.jpa.repository包下，里面只有LockModeType value这一个属性。

需要注意的是，要在事务里面使用锁，否则会报TransactionRequiredException异常。

同时，我们也可以在EntityManager中使用锁：

// find的时候指定锁
entityManager.find(Department.class, 1, LockModeType.PESSIMISTIC_READ);

// find后锁住一个实体
Department department = entityManager.find(Department.class, 1);
entityManager.lock(department, LockModeType.PESSIMISTIC_READ);

// 锁住query results
TypedQuery query = entityManager
        .createQuery("select d from Department d", Department.class);
query.setLockMode(LockModeType.PESSIMISTIC_READ);
List departments = query.getResultList();

• 锁的类型
  LockModeType是一个枚举类，这个类是在javax.persistence包下的。打开这个枚举即可看到所有锁的类型。

public enum LockModeType
{
    READ, // 与下面的OPTIMISTIC同义

    WRITE, // 与下面的OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT同义

    OPTIMISTIC,

    OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT,

    PESSIMISTIC_READ,

    PESSIMISTIC_WRITE,

    PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT,

    NONE // 无锁
}

下面分别介绍这些锁。首先READ与WRITE是别名，NONE是无锁，所以不作过多解释。主要介绍这五个锁：

1. OPTIMISTIC
2. OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT
3. PESSIMISTIC_READ
4. PESSIMISTIC_WRITE
5. PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT

乐观锁和悲观锁

这两种锁都可以避免两个事务中的其中一个，在不知情的情况下覆盖另一个事务的数据。

以OPTIMISTIC开头的代表“乐观锁”，以PESSIMISTIC开头的是“悲观锁”。乐观锁和悲观锁有什么区别？

• 乐观锁
  乐观锁是在JPA层面实现的。顾名思义，乐观锁比较“乐观”，它假设冲突很少发生，即使发生，抛出一个错误也比想办法避免它们更容易接受和简单。核心思想就是在实体中定义一个“version”字段，可以是数值类型或时间戳类型。在读取的时候，就取到这个字段。然后在修改了实体的数值，保存的时候，就会去数据库对比这个version，如果version一致，就执行更新，否则就不执行更新。

@Entity
public class Student{
    @Id
    private int id;
    private String name;
    private BigDecimal money;
    @Version
    private int version;

    // getters and setters
}

对于实体中有添加了@Version注解的列，JPA会自动对该实体使用乐观锁OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT。你不需要使用任何锁命令。但是你也可以在Repository里面通过@Lock注解去自定义自己想要的锁。

使用乐观锁，打印sql，会发现在执行save方法的时候，会把version作为条件：

update ... whereid=? and version=?

所以乐观锁是Spring Data JPA在控制。你也可以不使用Spring Data JPA的乐观锁，而自己新增一个字段，在执行更新操作的时候手动去实现。

那OPTIMISTIC与OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT有什么区别呢？

OPTIMISTIC在读操作时不会更新Version字段的值，只有在写操作的时候会
OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT在读和写操作时都会更新Version字段的值

• 悲观锁
  悲观锁是在数据库层面实现的，JPA只是把请求交给数据库。悲观锁比较“悲观”，意思是只要开启事务的时候，就会对数据进行加锁操作，在事务结束后才解锁。

而有些数据库是不支持PESSIMISTIC_READ的，JPA规范中说到，不需要提供PESSIMISTIC_READ（因为许多DB只支持WRITE锁）：

允许JPA实现用LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE来代替LockModeType.PESSIMISTIC_READ，但是反之不可。

悲观写锁PESSIMISTIC_WRITE是基于“SELECT … FOR UPDATE”这种SQL语法来实现的：

    select
        id 
    from
        product 
    where
        id =? 
        and version =? for update

悲观读锁PESSIMISTIC_READ很多数据库不支持。在MYSQL中，会生成“SELECT …. LOCK INSHARE MODE”。

PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT会使用悲观写锁，但不管有没有修改数据，都会更新Version字段的值。

• 只能在查询语句上使用锁
  而且Spring Data JPA目前只支持在“查询语句”（SELECT语句）中使用@Lock注解。否则会抛异常：

// 尝试在非SELECT定义锁：
public interface ProductRepository extends JpaRepository{
    
    @Modifying
    @Query("update Product p set p.stock = p.stock + 1 where p.id = ?1")
    @Lock(LockModeType.OPTIMISTIC)
    Integer addStockById(Long id);
}
// 调用会抛出异常：
IllegalStateException: Illegal attempt to set lock mode on a non-SELECT query