浅析Spring编程式事务管理及声明式事务管理

简介

Spring事务管理包括编程式事务和声明式事务。事务管理对于企业应用至关重要。它保证了用户的每一次操作都是可靠的，即便出现了异常的访问情况，也不至于破坏后台数据的完整性。
在Spring中，事务是通过TransactionDefinition 接口来定义的。该接口包含于事务属性相关的方法。具体清单如下：

public interface TransactionDefinition {


    int PROPAGATION_REQUIRED = 0;

    int PROPAGATION_SUPPORTS = 1;

    int PROPAGATION_MANDATORY = 2;

    int PROPAGATION_REQUIRES_NEW = 3;

    int PROPAGATION_NOT_SUPPORTED = 4;

    int PROPAGATION_NEVER = 5;

    int PROPAGATION_NESTED = 6;

    int ISOLATION_DEFAULT = -1;

    int ISOLATION_READ_UNCOMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED;

    int ISOLATION_READ_COMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED;

    int ISOLATION_REPEATABLE_READ = Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ;

    int ISOLATION_SERIALIZABLE = Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE;

    int TIMEOUT_DEFAULT = -1;

    int getPropagationBehavior();

    int getIsolationLevel();

    int getTimeout();

    boolean isReadOnly();

    String getName();

}

事务隔离级别

隔离级别是指若干个并发的事务之前的隔离程度。TransactionDefinition 接口中定义了五个表示隔离级别的常量：

• ISOLATION_DEFAULT：默认值，表示使用底层数据库的默认隔离级别，对于大部分数据库来说，通常这值就是ISOLATION_READ_COMMITTED，但是mysql数据库的默认隔离级别是ISOLATION_REPEATABLE_READ。
• ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：该隔离级别表示一个事务可以读取另一个事务修改但是还没提交的数据。该级别不能防止脏读和不可重复读，很少使用该隔离级别。
• ISOLATION_READ_COMMITTED:该隔离级别表示一个事务只能读取另一个事务已经提交的数据。该级别可以防止脏读，也是大多数情况下的推荐值
• ISOLATION_REPEATABLE_READ：该隔离级别表示一个事务在整个过程中可以多次重复执行某个查询，并且每次返回的记录都相同。即使在多次查询之间有新增的数据满足该查询，这些新增的记录也会被忽略。该级别可以防止脏读和不可重复度。
• ISOLATION_SERIALIZABLE:所有的事务依次逐个执行，这样事务之间就完全不可能产生干扰，也就是说，该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。但是这将严重影响程序的性能。通常情况下也不会用到该级别。

隔离级别与一致性

以上隔离级别采用不同锁类型来实现，若读取的是同一个数据的话，就容易发生问题。如下

• 脏读:某个事务已更新一份数据(未提交)，另一个事务在此时读取同一份数据，由于某些原因，前一个回滚了操作，则后一个事务所读取的数据就会是不正确的
• 不可重复读：是指在一个事务内，多次读同一个数据。另外一个事务也访问该同一个数据。那么在第一个事务的两次读取之间，由于第二个事务的修改，那么第一个事务两次读到的数据可能是不一样的。

• 幻读：在一个事务的两次查询中数据的笔数不一致，例如有一个事务查询了几行数，而另个一事事务在此时插入了新的几行数据，先前的事务在接下来的查询中，就会发现有几行数据时它先前所没有的。

  不可重复度的重点是修改数据，同样的条件，读取过的数据，再读取出来，发现值不一样了
  幻读的重点在于新增或删除，同样的条件，第一次和第二次读出来的记录数不一样。

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED	是	是	是
ISOLATION_READ_COMMITTED	否	是	是
ISOLATION_REPEATABLE_READ	否	否	是
ISOLATION_SERIALIZABLE	否	否	否

事务传播行为

所谓事务的传播行为是指，如果在开始当前事务之前，一个事务上下文已经存在，此时有若干选项可以指定一个事务性方法的执行行为。在TransactionDefinition定义中包括了如下几个表示传播行为的常量

• PROPAGATION_REQUIRED：如果当前存在事务，则加入该事务；如果没有事务，则创建一个新的事务。
• PROPAGATION_REQUIRES_NEW：创建一个新事务。如果当前存在一个事务，则将当前事务挂起
• PROPAGATION_SUPPORTS：如果当前事务存在，则加入该事务；如果当前事务不存在，则以非事务的方式继续运行。
• PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：以非事务的方式运行，如果当前存在事务，则将当前事务挂起
• PROPAGATION_NEVER：以非事务方式运行，如果当前存在事务，则抛出异常
• PROPAGATION_MANDATORY：如果当前事务存在，则加入该事务；如果当前没有事务，则抛出异常
• PROPAGATION_NESTED：如果当前事务存在，则创建一个事务作为当前事务的嵌套事务来运行；如果当前没有事务，则该值等于PROPAGATION_REQUIRED

这里需要指出，前面的六种事务传播行为是Spring从EJB引入的，他们共享相同的概念。而PROPAGATION_NESTED是Spring所独有的。以PROPAGATION_NESTED启动的事务内嵌与外部事务中（如果外部事务存在的话），此时，内嵌事务并不是一个独立的事务，它不依赖于外部事务的存在，只有通过外部事务提交，才能引起内部事务的提交，嵌套的子事务不能单独提交。

事务超时

所谓事务超时，就是指一个事务所允许执行的最长时间，如果超过该时间限制但事务还没完成，则自动回滚事务，在TransactionDefinition中以int的值来表示超时时间，其单位是秒。默认值为-1，表示没有超时时间。

事务的只读属性

事务的只读属性是指，对事务性资源进行只读操作或者是读写操作。所谓事务性资源就是指那些被事务管理的资源，比如数据源、JMS资源以及自定义的事务性资源等等。如果确定只对事务性资源进行只读操作，那么我们可以将事务标志威只读的，以提高事务处理的性能。在TransactionDefinition中以boolean值表示该事务是否只读。

事务的回滚规则

通常情况下，如果在事务中抛出了未检查异常(继承自RuntimeException的异常)，则默认回滚事务。如果没有抛出任何一会吃那个，或抛出了已检查异常，则仍然提交事务。这通常也是大多数开发者希望的处理方式，也是EJB中的默认处理方式。但是，我们可以根据需要人为控制事务在抛出某些未检查异常时仍然提交事务，或者在抛出某些已检查异常时回滚事务。

Spring事务管理API分析

Spring框架中，涉及到事务管理的API大约有100个左右，其中最重要的有三个：TransactionDefinition、PlatformTransactionManager、TransactionStatus。 所谓事务管理，其实就是”按照给定的事务规则来执行提交或回滚规则”。”给定的事务规则”就是用TransactionDefinition表示的，”按照…来执行提交或者回滚操作”便是用PlatformTransactionManager 来表示，TransactionStatus用于表示一个运行着的事务的状态。

TransactionDefinition

它用于定义一个事务，它包含了事务的静态属性，比如：事务传播行为、超时时间等。Spring为我们提供了一个默认的实现类：DefaultTransactionDefinition，该类适用于大多数情况。如果该类不能满足需求，可以同构TransactionDefinition 接口来实现自己的事务定义。

PlatformTransactionManager

PlatformTransactionManager用于具体执行事务操作。接口定义如下

public interface PlatformTransactionManager {

    TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition) throws TransactionException;

    void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;

    void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;

}

根据底层所使用的不同的持久化API或框架，PlatformTransactionManager 的主要实现类大致如下:

• DataSourceTransactionManager：适用于JDBC和iBatis进行持久化操作的情况
• HibernateTransactionManager：适用于使用Hiebenate进行数据持久化操作的情况
• JpaTransactionManager：适用于使用JPA进行数据持久化操作的情况
• 另外还有JtaTransactionManager 、JdoTransactionManager、JmsTransactionManager等等。

如果我们使用JTA进行事务管理，我们可以通过JNDI和Spring的JtaTransactionManager 来获取一个容器管理的 DataSource。JtaTransactionManager 不需要知道 DataSource 和其他特定的资源，因为它将使用容器提供的全局事务管理。而对于其他事务管理器，比如DataSourceTransactionManager，在定义时需要提供底层的数据源作为其属性，也就是 DataSource。与 HibernateTransactionManager 对应的是 SessionFactory，与 JpaTransactionManager 对应的是 EntityManagerFactory 等等。

TransactionStatus

PlatformTransactionManager.getTransaction(…) 方法返回一个 TransactionStatus 对象。返回的TransactionStatus对象可能代表一个新的或已经存在的事务(如果在当前调用堆栈有一个符合条件的事务)。TransactionStatus接口提供了一个简单的控制事务执行和查询事务状态的方法。该接口定义如此：

public  interface TransactionStatus{
   boolean isNewTransaction();
   void setRollbackOnly();
   boolean isRollbackOnly();
}

编程式事务管理

Spring编程式事务管理概述

在Spring出现以前，编程式事务管理对于基于POJO的应用来说是唯一选择。用过Heibernate的人都知道，我们需要在代码中显示的调用beginTransaction(),commonit(),rollback()等事务管理相关的方法，这就是编程式事务管理。通过Spring提供的事务管理API，我们可以在代码中灵活控制事务的执行。在底层，Spring仍然将事务操作委托给底层的持久化框架来执行。

基于底层API的编程式事务管理

根据PlatformTransactionManager、TransactionDefinition 和 TransactionStatus 三个核心接口，我们完全可以通过编程的方式来进行事务管理。示例代码如下

public class TransactionServiceImpl implements ITransactionService{

    private AccessLogDao accessLogDao;
    private DataSourceTransactionManager txMananger;
    private DefaultTransactionDefinition txDefinition;

    @Override
    public void transactionBaseAPI() throws SQLException {
        **TransactionStatus txStatus = txMananger.getTransaction(txDefinition);**
        try {
            save();
            **txMananger.commit(txStatus);**
        }catch (Exception e){
            **txMananger.rollback(txStatus);**
        }
    }

    private void save() {
        AccessLogPo po = new AccessLogPo();
        po.setUserId(100L);
        po.setAccessUrl("transactionBaseAPI");
        accessLogDao.addAccessLog(po);
        //throw new RuntimeException();
    }

    public void setAccessLogDao(AccessLogDao accessLogDao) {
        this.accessLogDao = accessLogDao;
    }

    public void setTxMananger(DataSourceTransactionManager txMananger) {
        this.txMananger = txMananger;
    }
    public void setTxDefinition(DefaultTransactionDefinition txDefinition) {
        this.txDefinition = txDefinition;
    }
}

相应配置如下

id="accessLogDao" class="com.xiaocai.dao.impl.AccessLogDaoImpl"/>
    id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataSource">property>
    
    id="transactionService" class="com.transaction.service.impl.TransactionServiceImpl">
        <property name="accessLogDao" ref="accessLogDao"/>
        <property name="txMananger" ref="transactionManager"/>
        <property name="txDefinition">
            class="org.springframework.transaction.support.DefaultTransactionDefinition">
                <property name="propagationBehaviorName" value="PROPAGATION_REQUIRED"/>
            
        property>
    

基于TransactionTemplate 的编程式事务管理

基于API的编程式事务管理容易理解，但是事务管理的代码散落在业务逻辑代码中，破坏代码的条理性，并且每个方法都包含了类似的启动事务、提交或回滚事务的样板代码。因此，为了简化此过程，spring提供了在数据访问层非常常见的模板回调模式。示例代码如下

public class TransactionServiceImpl implements ITransactionService{

    private AccessLogDao accessLogDao;
    private TransactionTemplate transactionTemplate;

    public void setTransactionTemplate(TransactionTemplate transactionTemplate) {
        this.transactionTemplate = transactionTemplate;
    }

    @Override
    public void transactionBaseTemplate() {
        transactionTemplate.execute(new TransactionCallback() {
            @Override
            public Object doInTransaction(TransactionStatus status) {
                save();
                //status.setRollbackOnly();
                return null;
            }
        });
    }

    private void save() {
        AccessLogPo po = new AccessLogPo();
        po.setUserId(100L);
        po.setAccessUrl("transactionBaseAPI");
        accessLogDao.addAccessLog(po);
        throw new RuntimeException();
    }

    public void setAccessLogDao(AccessLogDao accessLogDao) {
        this.accessLogDao = accessLogDao;
    }
}

配置代码示例

id="accessLogDao" class="com.xiaocai.dao.impl.AccessLogDaoImpl"/>
    id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataSource">property>
    
    id="transactionTemplate" class="org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate">
        <property name="transactionManager" ref="transactionManager">property>
    
    id="transactionService" class="com.transaction.service.impl.TransactionServiceImpl">
        <property name="accessLogDao" ref="accessLogDao"/>

        <property name="transactionTemplate" ref="transactionTemplate"/>
    

TransactionTemplate的execute()方法有一个TransactionCallBack类型的参数，该接口定义了一个doInTransaction()方法，通常我们以匿名内部类的方式实现TransactionCallBack接口，并在其doInTransaction() 方法中书写业务逻辑代码。这里可以使用默认的事务提交和回滚规则，这样在业务代码中就不需要显式调用任何事务管理的 API。doInTransaction() 方法有一个TransactionStatus 类型的参数，我们可以在方法的任何位置调用该参数的 setRollbackOnly() 方法将事务标识为回滚的，以执行事务回滚。

根据默认规则，如果在执行回调方法的过程中抛出了未检查异常，或者显式调用了 TransacationStatus.setRollbackOnly() 方法，则回滚事务；如果事务执行完成或者抛出了 checked 类型的异常，则提交事务。

TransactionCallback 接口有一个子接口 TransactionCallbackWithoutResult，该接口中定义了一个 doInTransactionWithoutResult() 方法，TransactionCallbackWithoutResult 接口主要用于事务过程中不需要返回值的情况。当然，对于不需要返回值的情况，我们仍然可以使用 TransactionCallback 接口，并在方法中返回任意值即可。

声明式事务管理

Spring声明式事务管理概述

Spring的声明式事务管理在底层是建立在AOP的基础之上的。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和或回滚事务。

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（或通过等价的基于注解的方式），便可将事务规则应用到业务逻辑中。因为事务管理本身就是一个典型的横切逻辑，正式AOP的用武之地,为声明式事务提供了简单而强大的支持。

声明式事务管理曾经是EJB引以为傲的一个亮点，如今Spring让POJO在事务管理方面也拥有了和EJB一样的待遇，让开发人员在EJB容器之外用上了强大的声明式事务管理功能，这得益于Spring依赖注入容器和Apring AOP的支持。依赖注入容器为声明式事务管理提供了基础设施，使得Bean对于Spring框架是可管理的；而Spring AOP则是声明式事务管理的直接实现者。

和编程式事务管理相比，声明式事务唯一不足的地方是，后者的最细粒度只能作用到方法级别，无法做到像编程式事务那样可以作用到代码块级别。但即使有这样的需求，也存在很多变通的方法，比如，可以将需要进行事务管理的代码块独立。

基于TransactionProxyFactoryBean的声明式事务管理

配置代码如下

<bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataSource">property>
    bean>

    <bean id="accessLogDao" class="com.xiaocai.dao.impl.AccessLogDaoImpl"/>

    <bean id="transactionServiceTarget" class="com.transaction.service.impl.TransactionServiceImpl">
        <property name="accessLogDao" ref="accessLogDao"/>
    bean>

    <bean id="transactionService" class="org.springframework.transaction.interceptor.TransactionProxyFactoryBean">
        
        <property name="target" ref="transactionServiceTarget" />
        
        <property name="transactionManager" ref="transactionManager"/>
        
        <property name="transactionAttributes">
            <props>
                <prop key="*">PROPAGATION_REQUIREDprop>
            props>
        property>
    bean>

这是Spring经典的声明式事务管理。但是，显示的为每一个业务类配置TransactionProxyFactoryBean 的做法将使得代码显得过于刻板，为此我们可以使用自动创建代理类将代理的方式进行简化。

基于< tx >命名空间的声明式事务管理

Spring2.0引入了< tx >命名空间,结合aop命名空间，使得配置更加简单和灵活。
代码示例如下所示

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.1.xsd
                        http://www.springframework.org/schema/aop
                        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.1.xsd
                        http://www.springframework.org/schema/context
                        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.1.xsd
                        http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-4.1.xsd">

    <context:annotation-config />
    <context:component-scan base-package="com.xiaocai.service"/>
    <context:component-scan base-package="com.xiaocai.dao"/>
    <context:component-scan base-package="com.file.spring"/>
    <context:component-scan base-package="com.transaction.service"/>

    
    <bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
    <property name="dataSource" ref="dataSource">property>
    bean>

    
    <aop:config>
        
        <aop:pointcut id="serviceMethod" expression="execution(* com.transaction.service.*.*(..))"/>
        
        <aop:advisor pointcut-ref="serviceMethod" advice-ref="txAdvice" />
    aop:config>

    
    <tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager">
        
        <tx:attributes>
            <tx:method name="*" propagation="REQUIRED"/>
        tx:attributes>
    tx:advice>

beans>

基于@Transactional的声明式事务管理

配置如下

    <bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
    <property name="dataSource" ref="dataSource">property>
    bean>

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

在需要进行事务管理的类或类方法上加上注解@Transactional

基于 < tx > 命名空间和基于 @Transactional 的事务声明方式各有优缺点。基于 的方式，其优点是与切点表达式结合，功能强大。利用切点表达式，一个配置可以匹配多个方法，而基于 @Transactional 的方式必须在每一个需要使用事务的方法或者类上用 @Transactional 标注，尽管可能大多数事务的规则是一致的，但是对 @Transactional 而言，也无法重用，必须逐个指定。另一方面，基于 @Transactional 的方式使用起来非常简单明了，没有学习成本。开发人员可以根据需要，任选其中一种使用，甚至也可以根据需要混合使用这两种方式。