深入理解 Spring 事務(wù)原理

2019-11-09 20:36:20

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供稿：網(wǎng)友

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一、事務(wù)的基本原理

SPRing事務(wù)的本質(zhì)其實(shí)就是數(shù)據(jù)庫對事務(wù)的支持，沒有數(shù)據(jù)庫的事務(wù)支持，spring是無法提供事務(wù)功能的。對于純JDBC操作數(shù)據(jù)庫，想要用到事務(wù)，可以按照以下步驟進(jìn)行：

獲取連接 Connection con = DriverManager.getConnection()開啟事務(wù)con.setAutoCommit(true/false);執(zhí)行CRUD提交事務(wù)/回滾事務(wù) con.commit() / con.rollback();關(guān)閉連接 conn.close();

使用Spring的事務(wù)管理功能后，我們可以不再寫步驟 2 和 4 的代碼，而是由Spirng 自動完成。?那么Spring是如何在我們書寫的 CRUD 之前和之后開啟事務(wù)和關(guān)閉事務(wù)的呢？解決這個問題，也就可以從整體上理解Spring的事務(wù)管理實(shí)現(xiàn)原理了。下面簡單地介紹下，注解方式為例子

配置文件開啟注解驅(qū)動，在相關(guān)的類和方法上通過注解@Transactional標(biāo)識。spring 在啟動的時候會去解析生成相關(guān)的bean，這時候會查看擁有相關(guān)注解的類和方法，并且為這些類和方法生成代理，并根據(jù)@Transaction的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)配置注入，這樣就在代理中為我們把相關(guān)的事務(wù)處理掉了（開啟正常提交事務(wù)，異常回滾事務(wù)）。真正的數(shù)據(jù)庫層的事務(wù)提交和回滾是通過binlog或者redo log實(shí)現(xiàn)的。

二、Spring 事務(wù)的傳播屬性

所謂spring事務(wù)的傳播屬性，就是定義在存在多個事務(wù)同時存在的時候，spring應(yīng)該如何處理這些事務(wù)的行為。這些屬性在TransactionDefinition中定義，具體常量的解釋見下表：

常量名稱	常量解釋
PROPAGATION_REQUIRED	支持當(dāng)前事務(wù)，如果當(dāng)前沒有事務(wù)，就新建一個事務(wù)。這是最常見的選擇，也是 Spring 默認(rèn)的事務(wù)的傳播。
PROPAGATION_REQUIRES_NEW	新建事務(wù)，如果當(dāng)前存在事務(wù)，把當(dāng)前事務(wù)掛起。新建的事務(wù)將和被掛起的事務(wù)沒有任何關(guān)系，是兩個獨(dú)立的事務(wù)，外層事務(wù)失敗回滾之后，不能回滾內(nèi)層事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果，內(nèi)層事務(wù)失敗拋出異常，外層事務(wù)捕獲，也可以不處理回滾操作
PROPAGATION_SUPPORTS	支持當(dāng)前事務(wù)，如果當(dāng)前沒有事務(wù)，就以非事務(wù)方式執(zhí)行。
PROPAGATION_MANDATORY	支持當(dāng)前事務(wù)，如果當(dāng)前沒有事務(wù)，就拋出異常。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED	以非事務(wù)方式執(zhí)行操作，如果當(dāng)前存在事務(wù)，就把當(dāng)前事務(wù)掛起。
PROPAGATION_NEVER	以非事務(wù)方式執(zhí)行，如果當(dāng)前存在事務(wù)，則拋出異常。
PROPAGATION_NESTED	如果一個活動的事務(wù)存在，則運(yùn)行在一個嵌套的事務(wù)中。如果沒有活動事務(wù)，則按REQUIRED屬性執(zhí)行。它使用了一個單獨(dú)的事務(wù)，這個事務(wù)擁有多個可以回滾的保存點(diǎn)。內(nèi)部事務(wù)的回滾不會對外部事務(wù)造成影響。它只對DataSourceTransactionManager事務(wù)管理器起效。

三、數(shù)據(jù)庫隔離級別

隔離級別	隔離級別的值	導(dǎo)致的問題
Read-Uncommitted	0	導(dǎo)致臟讀
Read-Committed	1	避免臟讀，允許不可重復(fù)讀和幻讀
Repeatable-Read	2	避免臟讀，不可重復(fù)讀，允許幻讀
Serializable	3	串行化讀，事務(wù)只能一個一個執(zhí)行，避免了臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀。執(zhí)行效率慢，使用時慎重

臟讀：一事務(wù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行了增刪改，但未提交，另一事務(wù)可以讀取到未提交的數(shù)據(jù)。如果第一個事務(wù)這時候回滾了，那么第二個事務(wù)就讀到了臟數(shù)據(jù)。

不可重復(fù)讀：一個事務(wù)中發(fā)生了兩次讀操作，第一次讀操作和第二次操作之間，另外一個事務(wù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，這時候兩次讀取的數(shù)據(jù)是不一致的。

幻讀：第一個事務(wù)對一定范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行批量修改，第二個事務(wù)在這個范圍增加一條數(shù)據(jù)，這時候第一個事務(wù)就會丟失對新增數(shù)據(jù)的修改。

總結(jié)：

隔離級別越高，越能保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，但是對并發(fā)性能的影響也越大。

大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫默認(rèn)隔離級別為 Read Commited，比如 SqlServer、Oracle

少數(shù)數(shù)據(jù)庫默認(rèn)隔離級別為：Repeatable Read 比如： MySQL InnoDB

四、Spring中的隔離級別

常量	解釋
ISOLATION_DEFAULT	這是個 PlatfromTransactionManager 默認(rèn)的隔離級別，使用數(shù)據(jù)庫默認(rèn)的事務(wù)隔離級別。另外四個與 JDBC 的隔離級別相對應(yīng)。
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED	這是事務(wù)最低的隔離級別，它充許另外一個事務(wù)可以看到這個事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)。這種隔離級別會產(chǎn)生臟讀，不可重復(fù)讀和幻像讀。
ISOLATION_READ_COMMITTED	保證一個事務(wù)修改的數(shù)據(jù)提交后才能被另外一個事務(wù)讀取。另外一個事務(wù)不能讀取該事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)。
ISOLATION_REPEATABLE_READ	這種事務(wù)隔離級別可以防止臟讀，不可重復(fù)讀。但是可能出現(xiàn)幻像讀。
ISOLATION_SERIALIZABLE	這是花費(fèi)最高代價但是最可靠的事務(wù)隔離級別。事務(wù)被處理為順序執(zhí)行。

五、事務(wù)的嵌套

通過上面的理論知識的鋪墊，我們大致知道了數(shù)據(jù)庫事務(wù)和spring事務(wù)的一些屬性和特點(diǎn)，接下來我們通過分析一些嵌套事務(wù)的場景，來深入理解spring事務(wù)傳播的機(jī)制。

假設(shè)外層事務(wù) Service A 的 Method A() 調(diào)用內(nèi)層Service B 的 Method B()

PROPAGATION_REQUIRED(spring 默認(rèn))

如果ServiceB.methodB() 的事務(wù)級別定義為 PROPAGATION_REQUIRED，那么執(zhí)行 ServiceA.methodA() 的時候spring已經(jīng)起了事務(wù)，這時調(diào)用 ServiceB.methodB()，ServiceB.methodB() 看到自己已經(jīng)運(yùn)行在 ServiceA.methodA() 的事務(wù)內(nèi)部，就不再起新的事務(wù)。

假如 ServiceB.methodB() 運(yùn)行的時候發(fā)現(xiàn)自己沒有在事務(wù)中，他就會為自己分配一個事務(wù)。

這樣，在 ServiceA.methodA() 或者在 ServiceB.methodB() 內(nèi)的任何地方出現(xiàn)異常，事務(wù)都會被回滾。

PROPAGATION_REQUIRES_NEW

比如我們設(shè)計 ServiceA.methodA() 的事務(wù)級別為 PROPAGATION_REQUIRED，ServiceB.methodB() 的事務(wù)級別為 PROPAGATION_REQUIRES_NEW。

那么當(dāng)執(zhí)行到 ServiceB.methodB() 的時候，ServiceA.methodA() 所在的事務(wù)就會掛起，ServiceB.methodB() 會起一個新的事務(wù)，等待 ServiceB.methodB() 的事務(wù)完成以后，它才繼續(xù)執(zhí)行。

他與 PROPAGATION_REQUIRED 的事務(wù)區(qū)別在于事務(wù)的回滾程度了。因?yàn)?ServiceB.methodB() 是新起一個事務(wù)，那么就是存在兩個不同的事務(wù)。如果 ServiceB.methodB() 已經(jīng)提交，那么 ServiceA.methodA() 失敗回滾，ServiceB.methodB() 是不會回滾的。如果 ServiceB.methodB() 失敗回滾，如果他拋出的異常被 ServiceA.methodA() 捕獲，ServiceA.methodA() 事務(wù)仍然可能提交(主要看B拋出的異常是不是A會回滾的異常)。

PROPAGATION_SUPPORTS

假設(shè)ServiceB.methodB() 的事務(wù)級別為 PROPAGATION_SUPPORTS，那么當(dāng)執(zhí)行到ServiceB.methodB()時，如果發(fā)現(xiàn)ServiceA.methodA()已經(jīng)開啟了一個事務(wù)，則加入當(dāng)前的事務(wù)，如果發(fā)現(xiàn)ServiceA.methodA()沒有開啟事務(wù)，則自己也不開啟事務(wù)。這種時候，內(nèi)部方法的事務(wù)性完全依賴于最外層的事務(wù)。

PROPAGATION_NESTED

現(xiàn)在的情況就變得比較復(fù)雜了, ServiceB.methodB() 的事務(wù)屬性被配置為 PROPAGATION_NESTED, 此時兩者之間又將如何協(xié)作呢? ?ServiceB#methodB 如果 rollback, 那么內(nèi)部事務(wù)(即 ServiceB#methodB) 將回滾到它執(zhí)行前的 SavePoint 而外部事務(wù)(即 ServiceA#methodA) 可以有以下兩種處理方式:

a、捕獲異常，執(zhí)行異常分支邏輯

void methodA() {         try {             ServiceB.methodB();         } catch (SomeException) {             // 執(zhí)行其他業(yè)務(wù), 如 ServiceC.methodC();         }     }這種方式也是嵌套事務(wù)最有價值的地方, 它起到了分支執(zhí)行的效果, 如果 ServiceB.methodB 失敗, 那么執(zhí)行 ServiceC.methodC(), 而 ServiceB.methodB 已經(jīng)回滾到它執(zhí)行之前的 SavePoint, 所以不會產(chǎn)生臟數(shù)據(jù)(相當(dāng)于此方法從未執(zhí)行過), 這種特性可以用在某些特殊的業(yè)務(wù)中, 而 PROPAGATION_REQUIRED 和 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 都沒有辦法做到這一點(diǎn)。
b、 外部事務(wù)回滾/提交 代碼不做任何修改, 那么如果內(nèi)部事務(wù)(ServiceB#methodB) rollback, 那么首先 ServiceB.methodB 回滾到它執(zhí)行之前的 SavePoint(在任何情況下都會如此), 外部事務(wù)(即 ServiceA#methodA) 將根據(jù)具體的配置決定自己是 commit 還是 rollback
另外三種事務(wù)傳播屬性基本用不到，在此不做分析。
六、總結(jié)
對于項(xiàng)目中需要使用到事務(wù)的地方，我建議開發(fā)者還是使用spring的TransactionCallback接口來實(shí)現(xiàn)事務(wù)，不要盲目使用spring事務(wù)注解，如果一定要使用注解，那么一定要對spring事務(wù)的傳播機(jī)制和隔離級別有個詳細(xì)的了解，否則很可能發(fā)生意想不到的效果。
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