【Spring】Spring之事务底层源码解析

目的

• 能使用spring事务解决开发需求
• 了解spring事务是如何被spring管理的
• 了解spring事务底层原理实现，比如代理、事务传播机制等

Spring事务简单使用

配置数据源及事务管理器：

@Component
@ComponentScan("com.firechou.aop")
@EnableTransactionManagement
public class JdbcAppConfig {

	@Bean
	public JdbcTemplate jdbcTemplate(){
		return new JdbcTemplate(dataSource());
	}

	@Bean
	public PlatformTransactionManager transactionManager(){
		DataSourceTransactionManager transactionManager = new DataSourceTransactionManager();
		transactionManager.setDataSource(dataSource());
		// 部分失败是否全局回滚
//		transactionManager.setGlobalRollbackOnParticipationFailure(false);
		return transactionManager;
	}

	@Bean
	public DataSource dataSource(){
		DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource();
		dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
		dataSource.setUrl("jdbc:mysql://rm-cn-zsk3ar7jm0010m0o.rwlb.rds.aliyuncs.com:3306/db_test");
		dataSource.setUsername("firechou");
		dataSource.setPassword("xxx");
		return dataSource;
	}
}

业务逻辑代码：

@Service
public class JdbcService {

	@Autowired
	private JdbcTemplate jdbcTemplate;

	@Autowired
	private JdbcService jdbcService;

	@Transactional
	public void test(){
		jdbcTemplate.execute("INSERT INTO `db_test`.`film`(`id`, `name`) VALUES (4, 'film2')");
		// 注意此处不要直接写this.a()，否则a()方法事务不生效
        jdbcService.a();
		jdbcTemplate.execute("INSERT INTO `db_test`.`film`(`id`, `name`) VALUES (5, 'film2')");
	}

	@Transactional
	public void a(){
		jdbcTemplate.execute("INSERT INTO `db_test`.`film`(`id`, `name`) VALUES (6, 'film2')");
		throw new NullPointerException();
	}
}

调用：

public class FireTest {

	public static void main(String[] args) {
		AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(JdbcAppConfig.class);
		JdbcService jdbcService = context.getBean(JdbcService.class);
		jdbcService.test();
	}
}

结果：

因为a()方法中抛出了一次，所以数据库不会新增数据

如上，就是Spring中事务的简单应用，接下来分析Spring事务的实现原理。

@EnableTransactionManagement工作原理

开启Spring事务本质上就是增加了一个Advisor，当我们使用@EnableTransactionManagement注解来开启Spring事务时，该注解的功能就是向Spring容器中添加了两个Bean：

1. AutoProxyRegistrar
2. ProxyTransactionManagementConfiguration

关键代码如下：

// org.springframework.transaction.annotation.TransactionManagementConfigurationSelector#selectImports
@Override
protected String[] selectImports(AdviceMode adviceMode) {
    switch (adviceMode) {
        case PROXY:
            // 默认是PROXY
            return new String[] {AutoProxyRegistrar.class.getName(),
                    ProxyTransactionManagementConfiguration.class.getName()};
        case ASPECTJ:
            // 表示不用动态代理技术，用ASPECTJ技术，比较麻烦了
            return new String[] {determineTransactionAspectClass()};
        default:
            return null;
    }
}

AutoProxyRegistrar：
主要的作用是向Spring容器中注册了一个InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator的Bean。
而InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator继承了AbstractAdvisorAutoProxyCreator，所以这个类的主要作用就是开启自动代理，也就是一个BeanPostProcessor，Spring会在初始化后步骤中去寻找Advisor类型的Bean，并判断当前某个Bean是否有匹配的Advisor，是否需要利用动态代理产生一个代理对象。

ProxyTransactionManagementConfiguration：
是一个配置类，它又定义了另外三个bean：

1. BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor：一个Advisor
2. AnnotationTransactionAttributeSource：相当于BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中的Pointcut。用来判断某个类上是否存在@Transactional注解，或者判断某个方法上是否存在@Transactional注解。
3. TransactionInterceptor：相当于BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中的Advice。代理逻辑实现，当某个类中存在@Transactional注解时，到时就产生一个代理对象作为Bean，代理对象在执行某个方法时，最终就会进入到TransactionInterceptor的invoke()方法。

Spring事务基本执行原理

一个Bean在执行Bean的创建生命周期时，会经过InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator的初始化后的方法，会判断当前当前Bean对象是否和BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor匹配，匹配逻辑为判断该Bean的类上是否存在@Transactional注解，或者类中的某个方法上是否存在@Transactional注解，如果存在则表示该Bean需要进行动态代理产生一个代理对象作为Bean对象。

该代理对象在执行某个方法时，会再次判断当前执行的方法是否和BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor匹配，如果匹配则执行该Advisor中的TransactionInterceptor的invoke()方法，执行基本流程为：

1. 利用所配置的PlatformTransactionManager事务管理器新建一个数据库连接
2. 修改数据库连接的autocommit为false
3. 执行MethodInvocation.proceed()方法，简单理解就是执行业务方法，其中就会执行sql
4. 如果没有抛异常，则提交
5. 如果抛了异常，则回滚

Spring事务传播机制

在开发过程中，经常会出现一个方法调用另外一个方法，那么这里就涉及到了多种场景，比如a()调用b()：

1. a()和b()方法中的所有sql需要在同一个事务中吗？
2. a()和b()方法需要单独的事务吗？
3. a()需要在事务中执行，b()还需要在事务中执行吗？
4. 等等情况…

所以，这就要求Spring事务能支持上面各种场景，这就是Spring事务传播机制的由来。那Spring事务传播机制是如何实现的呢?

先来看上述几种场景中的一种情况，a()在一个事务中执行，调用b()方法时需要新开一个事务执行：

1. 首先，代理对象执行a()方法前，先利用事务管理器新建一个数据库连接a
2. 将数据库连接a的autocommit改为false
3. 把数据库连接a设置到ThreadLocal中
4. 执行a()方法中的sql
5. 执行a()方法过程中，调用了b()方法（注意用代理对象调用b()方法）
   1. 代理对象执行b()方法前，判断出来了当前线程中已经存在一个数据库连接a了，表示当前线程其实已经拥有一个Spring事务了，则进行挂起
   2. 挂起就是把ThreadLocal中的数据库连接a从ThreadLocal中移除，并放入一个挂起资源对象中
   3. 挂起完成后，再次利用事务管理器新建一个数据库连接b
   4. 将数据库连接b的autocommit改为false
   5. 把数据库连接b设置到ThreadLocal中
   6. 执行b()方法中的sql
   7. b()方法正常执行完，则从ThreadLocal中拿到数据库连接b进行提交
   8. 提交之后会恢复所挂起的数据库连接a，这里的恢复，其实只是把在挂起资源对象中所保存的数据库连接a再次设置到ThreadLocal中
6. a()方法正常执行完，则从ThreadLocal中拿到数据库连接a进行提交

这个过程中最为核心的是：在执行某个方法时，判断当前是否已经存在一个事务，就是判断当前线程的ThreadLocal中是否存在一个数据库连接对象，如果存在则表示已经存在一个事务了。

属性propagation，事务传播机制：

• Propagation.REQUIRED

支持当前事务，如果不存在，则创建一个新事务。默认隔离级别。

• Propagation.SUPPORTS

支持当前事务，如果不存在，则以非事务方式执行。

• Propagation.MANDATORY

支持当前事务，如果不存在则抛出异常。

• Propagation.REQUIRES_NEW

创建一个新事务，并挂起当前事务（如果存在）。

• Propagation.NOT_SUPPORTED

以非事务方式执行，如果存在，则挂起当前事务。

• Propagation.NEVER

以非事务方式执行，如果存在事务，则抛出异常。

• Propagation.NESTED

如果存在当前事务，则在嵌套事务内执行，类似于REQUIRED；

其中，以非事务方式运行，表示以非Spring事务运行，表示在执行这个方法时，Spring事务管理器不会去建立数据库连接，执行sql时，由Mybatis或JdbcTemplate自己来建立数据库连接来执行sql。

Spring事务强制回滚

正常情况下，a()调用b()方法时，如果b()方法抛了异常，但是在a()方法捕获了，那么a()的事务还是会正常提交的，但是有的时候，我们捕获异常可能仅仅只是不把异常信息返回给客户端，而是为了返回一些更友好的错误信息，而这个时候，我们还是希望事务能回滚的，那这个时候就得告诉Spring把当前事务回滚掉，做法就是：

@Transactional
public void test(){

    // 执行sql
	try {
		b();
	} catch (Exception e) {
		// 构造友好的错误信息返回
        // 如果此处不处理，就算这里b()的异常被捕获了，因为b()与test()方法的conn是同一个，所以还是会回滚
		TransactionAspectSupport.currentTransactionStatus().setRollbackOnly();
	}
    
}

public void b() throws Exception {
	throw new Exception();
}

TransactionSynchronization

Spring事务有可能会提交，回滚、挂起、恢复，所以Spring事务提供了一种机制，可以让程序员来监听当前Spring事务所处于的状态。

@Component
public class UserService {

	@Autowired
	private JdbcTemplate jdbcTemplate;

	@Autowired
	private UserService userService;

	@Transactional
	public void test(){
		TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronization() {

			@Override
			public void suspend() {
				System.out.println("test被挂起了");
			}

			@Override
			public void resume() {
				System.out.println("test被恢复了");
			}

			@Override
			public void beforeCommit(boolean readOnly) {
				System.out.println("test准备要提交了");
			}

			@Override
			public void beforeCompletion() {
				System.out.println("test准备要提交或回滚了");
			}

			@Override
			public void afterCommit() {
				System.out.println("test提交成功了");
			}

			@Override
			public void afterCompletion(int status) {
				System.out.println("test提交或回滚成功了");
			}
		});

		jdbcTemplate.execute("insert into t1 values(1,1,1,1,'1')");
		System.out.println("test");
		userService.a();
	}

	@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
	public void a(){
		TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronization() {

			@Override
			public void suspend() {
				System.out.println("a被挂起了");
			}

			@Override
			public void resume() {
				System.out.println("a被恢复了");
			}

			@Override
			public void beforeCommit(boolean readOnly) {
				System.out.println("a准备要提交了");
			}

			@Override
			public void beforeCompletion() {
				System.out.println("a准备要提交或回滚了");
			}

			@Override
			public void afterCommit() {
				System.out.println("a提交成功了");
			}

			@Override
			public void afterCompletion(int status) {
				System.out.println("a提交或回滚成功了");
			}
		});

		jdbcTemplate.execute("insert into t1 values(2,2,2,2,'2')");
		System.out.println("a");
	}


}

总结

• spring的事务是通过动态代理来实现的
• 相同类中的事务方法调用，要注意事务是否生效，只有都是被代理类调用的方法才会事务生效
• 事务传播机制底层是通过ThreadLocal来实现的，新开事务后之前的事务会被挂起