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解讀底層原理,分析Spring事務管理那些事

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一、事務的基本原理

Spring事務的本質其實就是資料庫對事務的支援,沒有資料庫的事務支援,spring是無法提供事務功能的。對於純JDBC操作資料庫,想要用到事務,可以按照以下步驟進行:

  • 獲取連線 Connection con = DriverManager.getConnection()

  • 開啟事務con.setAutoCommit(true/false);

  • 執行CRUD

  • 提交事務/回滾事務 con.commit() / con.rollback();

  • 關閉連線 conn.close();

使用Spring的事務管理功能後,我們可以不再寫步驟 2 和 4 的程式碼,而是由Spirng 自動完成。那麼Spring是如何在我們書寫的 CRUD 之前和之後開啟事務和關閉事務的呢?解決這個問題,也就可以從整體上理解Spring的事務管理實現原理了。下面簡單地介紹下,註解方式為例子

  • 配置檔案開啟註解驅動,在相關的類和方法上通過註解@Transactional標識。

  • spring 在啟動的時候會去解析生成相關的bean,這時候會檢視擁有相關注解的類和方法,並且為這些類和方法生成代理,並根據@Transaction的相關引數進行相關配置注入,這樣就在代理中為我們把相關的事務處理掉了(開啟正常提交事務,異常回滾事務)。

  • 真正的資料庫層的事務提交和回滾是通過binlog或者redo log實現的。

二、Spring 事務的傳播屬性

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

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三、資料庫隔離級別

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髒讀:一事務對資料進行了增刪改,但未提交,另一事務可以讀取到未提交的資料。如果第一個事務這時候回滾了,那麼第二個事務就讀到了髒資料。

不可重複讀:一個事務中發生了兩次讀操作,第一次讀操作和第二次操作之間,另外一個事務對資料進行了修改,這時候兩次讀取的資料是不一致的。

幻讀:第一個事務對一定範圍的資料進行批量修改,第二個事務在這個範圍增加一條資料,這時候第一個事務就會丟失對新增資料的修改。

總結:

隔離級別越高,越能保證資料的完整性和一致性,但是對併發效能的影響也越大。

大多數的資料庫預設隔離級別為 Read Commited,比如 SqlServer、Oracle

少數資料庫預設隔離級別為:Repeatable Read 比如: MySQL InnoDB

四、Spring中的隔離級別

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五、事務的巢狀

通過上面的理論知識的鋪墊,我們大致知道了資料庫事務和spring事務的一些屬性和特點,接下來我們通過分析一些巢狀事務的場景,來深入理解spring事務傳播的機制。

假設外層事務 Service A 的 Method A() 呼叫 內層Service B 的 Method B()

PROPAGATION_REQUIRED(spring 預設)

如果ServiceB.methodB() 的事務級別定義為 PROPAGATION_REQUIRED,那麼執行 ServiceA.methodA() 的時候spring已經起了事務,這時呼叫 ServiceB.methodB(),ServiceB.methodB() 看到自己已經執行在 ServiceA.methodA() 的事務內部,就不再起新的事務。

假如 ServiceB.methodB() 執行的時候發現自己沒有在事務中,他就會為自己分配一個事務。

這樣,在 ServiceA.methodA() 或者在 ServiceB.methodB() 內的任何地方出現異常,事務都會被回滾。

PROPAGATION_REQUIRES_NEW

比如我們設計 ServiceA.methodA() 的事務級別為 PROPAGATION_REQUIRED,ServiceB.methodB() 的事務級別為 PROPAGATION_REQUIRES_NEW。

那麼當執行到 ServiceB.methodB() 的時候,ServiceA.methodA() 所在的事務就會掛起,ServiceB.methodB() 會起一個新的事務,等待 ServiceB.methodB() 的事務完成以後,它才繼續執行。

他與 PROPAGATION_REQUIRED 的事務區別在於事務的回滾程度了。因為 ServiceB.methodB() 是新起一個事務,那麼就是存在兩個不同的事務。如果 ServiceB.methodB() 已經提交,那麼 ServiceA.methodA() 失敗回滾,ServiceB.methodB() 是不會回滾的。如果 ServiceB.methodB() 失敗回滾,如果他丟擲的異常被 ServiceA.methodA() 捕獲,ServiceA.methodA() 事務仍然可能提交(主要看B丟擲的異常是不是A會回滾的異常)。

PROPAGATION_SUPPORTS

假設ServiceB.methodB() 的事務級別為 PROPAGATION_SUPPORTS,那麼當執行到ServiceB.methodB()時,如果發現ServiceA.methodA()已經開啟了一個事務,則加入當前的事務,如果發現ServiceA.methodA()沒有開啟事務,則自己也不開啟事務。這種時候,內部方法的事務性完全依賴於最外層的事務。

PROPAGATION_NESTED

現在的情況就變得比較複雜了, ServiceB.methodB() 的事務屬性被配置為 PROPAGATION_NESTED, 此時兩者之間又將如何協作呢? 

ServiceB#methodB 如果 rollback, 那麼內部事務(即 ServiceB#methodB) 將回滾到它執行前的 SavePoint 而外部事務(即 ServiceA#methodA) 可以有以下兩種處理方式:

a、捕獲異常,執行異常分支邏輯

void methodA() {    
        try {    
            ServiceB.methodB();    
        } catch (SomeException) {    
            // 執行其他業務, 如 ServiceC.methodC();    
        }    
    }

這種方式也是巢狀事務最有價值的地方, 它起到了分支執行的效果, 如果 ServiceB.methodB 失敗, 那麼執行 ServiceC.methodC(), 而 ServiceB.methodB 已經回滾到它執行之前的 SavePoint, 所以不會產生髒資料(相當於此方法從未執行過), 這種特性可以用在某些特殊的業務中, 而 PROPAGATION_REQUIRED 和 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 都沒有辦法做到這一點。

b、 外部事務回滾/提交 程式碼不做任何修改, 那麼如果內部事務(ServiceB#methodB) rollback, 那麼首先 ServiceB.methodB 回滾到它執行之前的 SavePoint(在任何情況下都會如此), 外部事務(即 ServiceA#methodA) 將根據具體的配置決定自己是 commit 還是 rollback

另外三種事務傳播屬性基本用不到,在此不做分析。

六、總結

對於專案中需要使用到事務的地方,我建議開發者還是使用spring的TransactionCallback介面來實現事務,不要盲目使用spring事務註解,如果一定要使用註解,那麼一定要對spring事務的傳播機制和隔離級別有個詳細的瞭解,否則很可能發生意想不到的效果。

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