万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务

14.1、概述

14.1.1、编程式事务

事务功能的相关操作全部通过自己编写代码来实现:

Connection conn = ...;

try {

// 开启事务:关闭事务的自动提交
conn.setAutoCommit(false);

// 核心操作

// 提交事务
conn.commit();

}catch(Exception e){

// 回滚事务
conn.rollBack();

}finally{

// 释放数据库连接
conn.close();

}

编程式事务的缺陷:

  • 细节没有被屏蔽:所有细节都需要程序员自己来完成,比较繁琐。

  • 代码复用性不高:每次实现功能都需要自己编写代码,代码没有得到复用。

14.1.2、声明式事务

因为事务控制的代码有规律可循,代码的结构基本是确定的;所以框架就可以将固定模式的代码抽取出来,并进行相关的封装。

封装起来后,我们只需要在配置文件中进行简单的配置即可完成操作。

声明式事务的优点:

  • 提高开发效率

  • 消除了冗余的代码

  • 框架考虑和实现功能会更加全面

14.1.3、总结

  • 编程式:自己写代码实现功能

  • 声明式:通过配置让框架实现功能

14.2、环境搭建

创建名为spring_transaction的新module,过程参考13.1节

14.2.1、创建Spring的配置文件

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14.2.2、创建表并填充数据

CREATE TABLE `t_book` (
`book_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
`book_name` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '图书名称',
`price` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '价格',
`stock` int(10) unsigned DEFAULT NULL COMMENT '库存(无符号)',
PRIMARY KEY (`book_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8;

注意:该表的库存(stock)字段已设置为不能是负数(unsigned)

insert into `t_book`(`book_id`,`book_name`,`price`,`stock`) values (1,'斗破苍穹',80,100),(2,'斗罗大陆',50,100);

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++++++++++++++++++++++++++++++分割线++++++++++++++++++++++++++++++

CREATE TABLE `t_user` (
`user_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
`username` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '用户名',
`balance` int(10) unsigned DEFAULT NULL COMMENT '余额(无符号)',
PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;

注意:该表的余额(balance)字段已设置为不能是负数(unsigned)

insert into `t_user`(`user_id`,`username`,`balance`) values (1,'admin',50);

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14.3、不考虑事务的实现

14.3.1、创建持久层接口BookDao及其实现类

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package org.rain.spring.dao;

/**
 * @author liaojy
 * @date 2023/8/27 - 0:35
 */
public interface BookDao {

    /**
     * 查询图书的价格
     * @param bookId
     * @return
     */
    Integer getPriceByBookId(Integer bookId);

    /**
     * 更新图书的库存
     * @param bookId
     */
    void updateStockOfBook(Integer bookId);

    /**
     * 更新用户的余额
     * @param userId
     * @param price
     */
    void updateBalanceOfUser(Integer userId,Integer price);

}

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package org.rain.spring.dao.impl;

import org.rain.spring.dao.BookDao;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.stereotype.Repository;

/**
 * @author liaojy
 * @date 2023/8/27 - 0:45
 */
@Repository
public class BookDaoImpl implements BookDao {

    @Autowired
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;

    public Integer getPriceByBookId(Integer bookId) {
        String sql = "select price from t_book where book_id = ?";
        Integer price = jdbcTemplate.queryForObject(sql, Integer.class,bookId);
        return price;
    }

    public void updateStockOfBook(Integer bookId) {
        String sql = "update t_book set stock = stock -1 where book_id = ?";
        jdbcTemplate.update(sql, bookId);
    }

    public void updateBalanceOfUser(Integer userId, Integer price) {
        String sql = "update t_user set balance = balance - ? where user_id = ?";
        jdbcTemplate.update(sql,price,userId);
    }
}

14.3.2、创建业务层接口BookService及其实现类

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package org.rain.spring.service;

/**
 * @author liaojy
 * @date 2023/8/27 - 0:59
 */
public interface BookService {

    void buyBook(Integer bookId,Integer userId);

}

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package org.rain.spring.service.impl;

import org.rain.spring.dao.BookDao;
import org.rain.spring.service.BookService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * @author liaojy
 * @date 2023/8/27 - 1:02
 */
@Service
public class BookServiceImpl implements BookService {

    @Autowired
    private BookDao bookDao;

    public void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {

        //查询图书的价格
        Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);

        //更新图书的库存
        bookDao.updateStockOfBook(bookId);

        //更新用户的余额
        bookDao.updateBalanceOfUser(userId,price);

    }

}

14.3.3、创建控制层BookController

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注意:因此控制层没用到接口,所以方法的访问修饰符要手动设置

package org.rain.spring.controller;

import org.rain.spring.service.BookService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;

/**
 * @author liaojy
 * @date 2023/8/27 - 1:07
 */
@Controller
public class BookController {

    @Autowired
    private BookService bookService;

    public void buyBook(Integer bookId, Integer userId){
        bookService.buyBook(bookId,userId);
    }

}

14.3.4、配置对注解组件的扫描

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14.3.5、创建测试类

模拟场景:

  • 用户购买图书,先查询图书的价格,再更新图书的库存和用户的余额

  • 假设id为1的用户(余额为50),购买id为1的图书(价格为80)

  • 购买图书之后,用户的余额应为-30;但由于数据库中余额字段设置了无符号,因此无法将-30插入到余额字段;
    此时执行更新用户余额的sql语句会抛出异常

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package org.rain.spring.test;

import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.rain.spring.controller.BookController;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;

/**
 * @author liaojy
 * @date 2023/8/27 - 1:16
 */
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration("classpath:spring-tx-annotation.xml")
public class TxByAnnotation {

    @Autowired
    private BookController bookController;

    @Test
    public void testBuyBook(){
        bookController.buyBook(1,1);
    }

}

14.3.6、测试执行的效果

14.3.6.1、执行前的数据

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此时id为1的图书库存为100

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此时id为1的用户余额为50

14.3.6.2、执行时的异常

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14.3.6.3、执行后的数据

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此时id为1的图书库存为99,少了一本

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此时id为1的用户余额为50,没有变化

14.3.6.4、执行结果的总结
  • 因为没有使用事务,图书的库存更新了,但是用户的余额没有更新

  • 这样的结果是错误的,因为购买图书是一个完整的流程:更新(图书)库存和更新(用户)余额,要么都成功,要么都失败

14.4、考虑事务的实现

14.4.1、添加事务功能的相关配置

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注意:tx:annotation-driven标签导入的名称空间需要 tx 结尾的那个

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14.4.2、使用@Transactional注解

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因为service层表示业务逻辑层,一个方法表示一个完整的功能,所以处理事务一般在service层使用@Transactional注解

14.4.3、测试事务的效果

14.4.3.1、执行前的数据

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此时id为1的图书库存(已修改)为100

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此时id为1的用户余额为50

14.4.3.2、执行时的异常

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14.4.3.3、执行后的数据

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由于使用了Spring的声明式事务,更新(图书)库存和更新(用户)余额,要么都成功,要么都失败;

本例属于都失败,所以(图书)库存和(用户)余额都没有变化

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14.4.4、@Transactional注解的位置

  • 标识在方法上:只对该方法进行事务管理

  • 标识在类上:相当于对该类的所有方法都标识了@Transactional

14.5、事务的属性

14.5.1、只读

14.5.1.1、使用目的
  • 对于一系列查询操作来说,如果把它设置成只读,就能够明确告诉数据库,这系列操作不涉及写操作

  • 这样数据库就能够针对查询操作来进行优化

14.5.1.2、使用方式

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    @Transactional(readOnly = true)
14.5.1.3、注意事项

对增删改操作设置只读时,会抛出异常:

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14.5.2、超时

14.5.2.1、使用目的
  • 事务在执行过程中,有可能因为遇到某些问题导致卡住,从而长时间占用数据库资源

  • 长时间占用资源,大概率是因为程序运行出现了问题(可能是Java程序或MySQL数据库或网络连接等)

  • 此时这个很可能出问题的程序应该被强制回滚,撤销它已做的操作,事务结束,把资源让出来,让其他正常程序可以执行

  • 概括来说就是一句话:超时回滚,释放资源

14.5.2.2、使用方式

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注意:timeout属性默认值为-1,表示事务执行的时间可以无限长

    // 设置事务执行超过3秒,则强制回滚、结束事务、释放资源
    @Transactional(timeout = 3)
14.5.2.3、使用效果

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事务执行超过设定时间,除了强制回滚、结束事务、释放资源之外,还会抛出异常:TransactionTimedOutException

14.5.3、回滚策略

14.5.3.1、使用目的

可以通过@Transactional中相关属性设置回滚策略:

  • rollbackFor属性(不常用):设置会造成回滚的异常,属性值需要一个Class类型的对象

  • rollbackForClassName属性(不常用):设置会造成回滚的异常,属性值需要一个字符串类型的全类名字符串

  • noRollbackFor属性:设置不造成回滚的异常,属性值需要一个Class类型的对象

  • noRollbackForClassName属性:设置不造成回滚的异常,属性值需要一个字符串类型的全类名字符串

注意:因为声明式事务默认对所有运行时异常都进行回滚,所以rollbackFor和rollbackForClassName属性不常用

14.5.3.2、使用方式

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第28张图片

注意:由于(本示例)没进行异常处理,所以发生数学运算异常(ArithmeticException)时程序会中止;
而且因为回滚策略设置了当出现数学运算异常(ArithmeticException)时不需要进行回滚,
为了不导致数据错误,所以发生异常的代码最好放在更新(图书库存和用户余额)操作之后。

    // 设置当出现数学运算异常(ArithmeticException)时,不需要进行回滚
    @Transactional(noRollbackFor = {ArithmeticException.class})
14.5.3.3、使用效果
14.5.3.3.1、执行前的数据

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此时id为2的图书(价格为50)库存为100

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此时id为1的用户余额为50

14.5.3.3.2、执行时的异常

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因为回滚策略设置了当出现数学运算异常(ArithmeticException)时不需要进行回滚,因此购买图书的操作会正常执行

14.5.3.3.3、执行后的数据

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此时id为2的图书(价格为50)库存为99,少了一本

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此时id为1的用户余额为0,少了50(一本图书价格为50)

14.5.4、隔离级别

14.5.4.1、使用目的
  • 数据库系统具有隔离并发运行各个事务的能力,使它们不会相互影响,避免各种并发问题

  • 一个事务与其他事务隔离的程度,称为隔离级别

  • SQL标准中规定了多种事务隔离级别,不同隔离级别对应不同的干扰程度

  • 隔离级别越高,数据一致性就越好,但并发性越弱

隔离级别一共有四种:

  • 读未提交(READ UNCOMMITTED):允许Transaction01读取Transaction02未提交的修改

  • 读已提交(READ COMMITTED):要求Transaction01只能读取Transaction02已提交的修改

  • 可重复读(REPEATABLE READ):确保Transaction01可以多次从一个字段中读取到相同的值;
    即Transaction01执行期间禁止其它事务对这个字段进行更新

  • 串行化(SERIALIZABLE):确保Transaction01可以多次从一个表中读取到相同的行;
    在Transaction01执行期间,禁止其它事务对这个表进行添加、更新、删除操作;
    该隔离级别可以避免任何并发问题,但性能十分低下

各个隔离级别解决并发问题的能力见下表:

隔离级别 脏读 不可重复读 幻读
READ UNCOMMITTED
READ COMMITTED
REPEATABLE READ
SERIALIZABLE
  • 脏读(DirtyRead):一个事务读取了另一个并行未提交事务写入的数据。

  • 不可重复读(Non-RepeatableRead):一个事务重新读取之前读取过的数据,
    发现该数据已经被另一个事务(在初始读之后提交)修改。

  • 幻读(PhantomRead):一个事务重新执行一个返回符合一个搜索条件的行集合的查询,
    发现满足条件的行集合因为另一个最近提交的事务而发生了改变。

各种数据库产品对事务隔离级别的支持程度:

隔离级别 Oracle MySQL SQL Server 达梦 人大金仓
READ UNCOMMITTED × ×
READ COMMITTED √(默认) √(默认) √(默认) √(默认)
REPEATABLE READ × √(默认) ×
SERIALIZABLE
14.5.4.2、使用方式
@Transactional(isolation = Isolation.DEFAULT)//使用数据库默认的隔离级别(默认且常用)
@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)//读未提交
@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)//读已提交
@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)//可重复读
@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)//串行化

14.5.5、传播行为

14.5.5.1、使用目的

当事务方法被另一个事务方法调用时,需要指定事务应该如何传播

14.5.5.1.1、创建结账业务层接口CheckoutService及其实现类

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第34张图片

package org.rain.spring.service;

/**
 * @author liaojy
 * @date 2023/8/29 - 8:07
 */
public interface CheckoutService {

    void checkout(Integer[] bookIds, Integer userId);

}

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第35张图片

注意:checkout方法进行了事务管理,它调用的buyBook方法也进行了事务管理

package org.rain.spring.service.impl;

import org.rain.spring.service.BookService;
import org.rain.spring.service.CheckoutService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

/**
 * @author liaojy
 * @date 2023/8/29 - 8:10
 */
@Service
public class CheckoutServiceImpl implements CheckoutService {

    @Autowired
    private BookService bookService;

    //一次购买多本图书
    @Transactional
    public void checkout(Integer[] bookIds, Integer userId) {
        for (Integer bookId : bookIds) {
            bookService.buyBook(bookId,userId);
        }
    }

}
14.5.5.1.2、在控制层BookController中添加结账方法

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第36张图片

    @Autowired
    private CheckoutService checkoutService;

    public void checkout(Integer[] bookIds, Integer userId){
        checkoutService.checkout(bookIds, userId);
    }
14.5.5.1.3、添加结账的测试方法

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第37张图片

    @Test
    public void testCheckout(){
        Integer[] bookIds = {1,2};
        bookController.checkout(bookIds,1);
    }
14.5.5.1.4、执行结账前的数据

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第38张图片

此时id为1的图书(价格为80)库存为100,id为2的图书(价格为50)库存为100

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第39张图片

此时id为1的用户余额为100

14.5.5.1.5、执行结账时的异常

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14.5.5.1.6、执行结账后的数据

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此时id为1的图书(价格为80)库存为100,id为2的图书(价格为50)库存为100;库存没有变化

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第42张图片

此时id为1的用户余额为100;余额没有变化

14.5.5.1.7、测试的数据结果分析
  • @Transactional注解的propagation属性的默认值为:Propagation.REQUIRED;
    表示如果有已经开启的事务可用,那么就在这个事务中运行。

  • 经过观察,购买图书的方法buyBook()在checkout()中被调用,checkout()上有事务注解,因此在此事务中执行。

  • 所购买的两本图书的价格为80和50,而用户的余额为100;
    因此在购买第二本图书时余额不足失败,导致整个checkout()回滚。

  • 换句话说,只要有一本书买不了,就都买不了。

14.5.5.2、使用方式
14.5.5.2.1、修改被调用方法的事务传播属性

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第43张图片

    // 表示不管是否有已经开启的事务,都要开启新事务
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
14.5.5.2.2、执行结账前的数据

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此时id为1的图书(价格为80)库存为100,id为2的图书(价格为50)库存为100

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第45张图片

此时id为1的用户余额为100

14.5.5.2.3、执行结账时的异常

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14.5.5.2.4、执行结账后的数据

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第47张图片

此时id为1的图书(价格为80)库存为99,id为2的图书(价格为50)库存为100;id为1的图书库存少了一本

万字超详细解析!Spring之基于注解的声明式事务_第48张图片

此时id为1的用户余额为100;余额少了80(id为1的图书价格)

14.5.5.2.5、测试的数据结果分析
  • 同样的场景,每次购买图书都是在buyBook()的事务中执行。

  • 因此第一本图书购买成功,事务结束。

  • 第二本图书购买失败,只在第二次的buyBook()中回滚,购买第一本图书不受影响。

  • 换句话说,能买几本就买几本。

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