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Spring 事務概述

阿新 • • 發佈：2020-11-22

本文是我們分散式事務系列的第三篇，這篇文章來和大家捋一捋 Spring 框架中的事務體系。前面兩篇文章大家可以參考：

  1. 分散式事務開局第一篇，從資料庫事務隔離級別說起
  2. 分散式事務系列第二篇，回顧 Jdbc 事務

Spring 作為 Java 開發中的基礎設施，對於事務也提供了很好的支援，總體上來說，Spring 支援兩種型別的事務，宣告式事務和程式設計式事務。

程式設計式事務類似於 Jdbc 事務的寫法，需要將事務的程式碼嵌入到業務邏輯中，這樣程式碼的耦合度較高，而宣告式事務通過 AOP 的思想能夠有效的將事務和業務邏輯程式碼解耦，因此在實際開發中，宣告式事務得到了廣泛的應用，而程式設計式事務則較少使用，考慮到文章內容的完整，本文對兩種事務方式都會介紹。

1.核心類

Spring 中對事務的處理，涉及到三個核心類：

  1. PlatformTransactionManager
  2. TransactionDefinition
  3. TransactionStatus

這三個核心類是Spring處理事務的核心類。

1.1 PlatformTransactionManager

PlatformTransactionManager 是事務處理的核心，它有諸多的實現類，如下：

3-1

PlatformTransactionManager 的定義如下：

public interface PlatformTransactionManager {
	TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition);
	void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
	void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

可以看到 PlatformTransactionManager 中定義了基本的事務操作方法，這些事務操作方法都是平臺無關的，具體的實現都是由不同的子類來實現的。PlatformTransactionManager 中主要有如下三個方法：

「1.getTransaction()」

getTransaction() 是根據傳入的 TransactionDefinition 獲取一個事務物件，TransactionDefinition 中定義了一些事務的基本規則，例如傳播性、隔離級別等。

「2.commit()」

commit() 方法用來提交事務。

「3.rollback()」

rollback() 方法用來回滾事務。

PlatformTransactionManager 有多個實現類，這些實現類就是 Spring 內建的事務管理器，如下：

3-2

1.2 TransactionDefinition

TransactionDefinition 用來描述事務的具體規則，該類中的方法如下：

3-2

可以看到一共有五個方法：

  1. getIsolationLevel()，獲取事務的隔離級別
  2. getName()，獲取事務的名稱
  3. getPropagationBehavio()，獲取事務的傳播性
  4. getTimeout()，獲取事務的超時時間
  5. isReadOnly()，獲取事務是否是隻讀事務

TransactionDefinition 也有諸多的實現類，如下：

3-3

如果開發者使用了程式設計式事務的話，直接使用 DefaultTransactionDefinition 即可。

1.2.1 隔離級別

這裡事務的隔離級別，主要有如下幾種：

public enum Isolation {
	DEFAULT(TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT),
	READ_UNCOMMITTED(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED),
	READ_COMMITTED(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED),
	REPEATABLE_READ(TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ),
	SERIALIZABLE(TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE);
	private final int value;
	Isolation(int value) { this.value = value; }
	public int value() { return this.value; }
}

其中，DEFAULT 表示使用資料庫預設的事務隔離級別，其他的隔離級別則和資料庫中的隔離級別一一對應。

1.2.2 傳播性

關於事務的傳播性，Spring 主要定義瞭如下幾種：

public enum Propagation {
	REQUIRED(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED),
	SUPPORTS(TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS),
	MANDATORY(TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY),
	REQUIRES_NEW(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW),
	NOT_SUPPORTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED),
	NEVER(TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER),
	NESTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED);
	private final int value;
	Propagation(int value) { this.value = value; }
	public int value() { return this.value; }
}

具體含義如下：

其中，PROPAGATION_NESTED 和 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 區別如下：

1. 開啟事務的多少，PROPAGATION_REQUIRES_NEW 會開啟一個新事務，外部事務掛起，裡面的事務獨立執行。PROPAGATION_NESTED 為父子事務，實際上是藉助 jdbc 的 savepoint 實現的，屬於同一個事物。
2. PROPAGATION_NESTED 的回滾可以總結為，子事務回滾到 savepoint，父事務可選擇性回滾或者不不滾；父事務回滾子事務一定回滾。PROPAGATION_REQUIRES_NEW 則是不同事物，巢狀事務之間沒有必然聯絡是否回滾都由自己決定。

1.3 TransactionStatus

TransactionStatus 可以直接理解為事務本身，該介面原始碼如下：

public interface TransactionStatus extends SavepointManager, Flushable {
	boolean isNewTransaction();
	boolean hasSavepoint();
	void setRollbackOnly();
	boolean isRollbackOnly();
	void flush();
	boolean isCompleted();
}
  1. isNewTransaction() 方法獲取當前事務是否是一個新事務。
  2. hasSavepoint() 方法判斷是否存在 savePoint()。
  3. setRollbackOnly() 方法設定事務必須回滾。
  4. isRollbackOnly() 方法獲取事務只能回滾。
  5. flush() 方法將底層會話中的修改重新整理到資料庫，一般用於 Hibernate/JPA 的會話，對如 JDBC 型別的事務無任何影響。
  6. isCompleted() 方法用來獲取是一個事務是否結束。

2.程式設計式事務

程式設計式事務並非主流用法，但是為了使我們的知識點完整，這裡還是給讀者介紹下程式設計式事務的用法。「本系列所有案例都是基於 SpringBoot，因此涉及到 SpringBoot 相關的知識點，預設認為讀者都懂。如果大家對 Spring Boot 尚不熟悉的話，可以先看看鬆哥關於 Spring Boot 的視訊教程:Spring Boot + Vue 視訊教程」

程式設計式事務整體上來說有兩種實現方式，下面分別予以介紹。

2.1 基於 Spring 基本的 API

這裡還是使用前文的轉賬資料庫，依然模擬一個轉賬操作。

本案例使用的資料庫操作庫為 Spring 自帶的 JdbcTemplate，當然，讀者也可以使用 MyBatis 或者其他庫。JdbcTemplate 配置過程這裡就省略了(不懂配置，可以參考Spring Boot 整合 JdbcTemplate)，我們來直接看轉賬的核心操作，如下：

@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Autowired
    PlatformTransactionManager txManager;

    public void transfer() {
        DefaultTransactionDefinition definition = new DefaultTransactionDefinition();
        definition.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ);
        TransactionStatus status = txManager.getTransaction(definition);
        try {
            jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
            int i = 1 / 0;
            jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
            txManager.commit(status);
        } catch (DataAccessException e) {
            e.printStackTrace();
            txManager.rollback(status);
        }
    }
}

關於這段程式碼，我做如下幾點解釋：

  1. 首先注入 JdbcTemplate，這是由 SpringBoot 自動配置類提供的，這個很簡單，這裡不贅述。
  2. 接下來注入 PlatformTransactionManager，本案例中 PlatformTransactionManager 的實現類是 DataSourceTransactionManager，這是由於開發者沒有提供 PlatformTransactionManager 的例項，並且當前專案 claspath 下存在 JdbcTemplate，相關原始碼如下：
@Configuration
@ConditionalOnClass({ JdbcTemplate.class, PlatformTransactionManager.class })
@AutoConfigureOrder(Ordered.LOWEST_PRECEDENCE)
@EnableConfigurationProperties(DataSourceProperties.class)
public class DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration {

	@Configuration
	@ConditionalOnSingleCandidate(DataSource.class)
	static class DataSourceTransactionManagerConfiguration {
		...
		...
		@Bean
		@ConditionalOnMissingBean(PlatformTransactionManager.class)
		public DataSourceTransactionManager transactionManager(
				DataSourceProperties properties) {
			DataSourceTransactionManager transactionManager = new DataSourceTransactionManager(
					this.dataSource);
			if (this.transactionManagerCustomizers != null) {
				this.transactionManagerCustomizers.customize(transactionManager);
			}
			return transactionManager;
		}
	}
}
  1. 在 transfer 方法中，首先定義一個 DefaultTransactionDefinition，然後定義事務的隔離級別，再通過 txManager 中的 getTransaction 方法獲取一個 TransactionStatus 的例項，最後在 try..cache 中處理業務，也方法順利執行時提交事務，否則回滾事務。

2.2 基於 TransactionTemplate

考慮到基於 Spring 基礎事務 API 實現的事務管理是一個模板化的操作，Spring 提供了另外一個類 TransactionTemplate，來簡化這個模板操作，在 SpringBoot 的 TransactionAutoConfiguration 類中，可以看到 SpringBoot 已經為開發者提供了 TransactionTemplate 例項，如下：

@Configuration
@ConditionalOnClass(PlatformTransactionManager.class)
@AutoConfigureAfter({ JtaAutoConfiguration.class, HibernateJpaAutoConfiguration.class,
		DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class,
		Neo4jDataAutoConfiguration.class })
@EnableConfigurationProperties(TransactionProperties.class)
public class TransactionAutoConfiguration {
	...
	...
	@Configuration
	@ConditionalOnSingleCandidate(PlatformTransactionManager.class)
	public static class TransactionTemplateConfiguration {

		private final PlatformTransactionManager transactionManager;
		public TransactionTemplateConfiguration(
				PlatformTransactionManager transactionManager) {
			this.transactionManager = transactionManager;
		}
		@Bean
		@ConditionalOnMissingBean
		public TransactionTemplate transactionTemplate() {
			return new TransactionTemplate(this.transactionManager);
		}
	}
	...
	...
}

由於 TransactionTemplate 的例項系統已經配置好了，因此開發者可以直接使用 TransactionTemplate，如下：

@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Autowired
    TransactionTemplate tranTemplate;
    public void transfer() {
        tranTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
            @Override
            protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
                try {
                    jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
                    int i = 1 / 0;
                    jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
                } catch (DataAccessException e) {
                    status.setRollbackOnly();
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }
}

直接注入 TransactionTemplate，然後在 execute 方法中添加回調寫核心的業務即可，當丟擲異常時，將當前事務標註為只能回滾即可。注意，execute 方法中，如果不需要獲取事務執行的結果，則直接使用 TransactionCallbackWithoutResult 類即可，如果要獲取事務執行結果，則使用 TransactionCallback 即可。

3.宣告式事務

程式設計式事務會干擾到業務邏輯程式碼，而宣告式事務不會，這是宣告式事務的最大優勢。

宣告式事務的使用比較簡單，在 SpringBoot 專案中，直接使用 @Transactional 註解即可實現，如下：

@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
    public void transfer() {
        jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
        int i = 1 / 0;
        jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
    }
}

開發者可以在 @Transactional 註解中配置事務的隔離級別，傳播性等。

參考：

  1. https://blog.csdn.net/Big_Blogger/article/details/70184627

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