Spring事务的基本原理
首先澄清一个误点:Spring本身是没有事务一说的,数据库对事务的支持才是Spring事务的本质。
假设我们经常使用的MySQL数据库不提供事务功能,毫无疑问Spring也就无法提供事务功能了。纯粹使用jdbc来操作数据库,必须通过以下步骤才能使用到数据库的事务,步骤如下:
获取连接 Connection con = DriverManager.getConnection()开启事务con.setAutoCommit(true/false);执行CRUD提交事务/回滚事务 con.commit() / con.rollback();关闭连接 conn.close();Spring的事务管理会自动帮我们完成上面的2和4的步骤,不再需要我们自己去手动开启和关闭。这里就可以提出一个问题:Spring是如何再CRUD的前后开启和关闭事务的呢?要回答这个问题就必须中整体上去了解Spring的事务管理实现原理了。
下面我以注解方式来向大家做介绍:
首先再配置文件中开启事务的注解驱动,在需要使用到事务的类和方法上使用@Transactional标识。Spring 在启动的时候会去解析生成相关的bean,这个过程中会检测拥有相关注解的类和方法,同时给带有该注解的类和方法生成相应的代理,Spring会根据在注解@Transaction上的相关参数设置进行配置注入。Spring就是在生成的代理中为我们把相关的事务问题解决了,比如开始事务,遇到异常进行事务回灌等等。在数据库中是通过binlog或者redo log来实现事务提交和回滚的。Spring的事务机制
向我们经常使用的JPA、mybatis,hibernate等数据访问技术都有事务处理机制,他们提供了用来开启事务、提交事务来完成数据操作的相关API,或者在发生错误的时候回滚数据。
当前所有的数据访问技术都能够很友好的和Spring进行集成,Spring统一处理不同数据访问技术的事务处理。在Spring中提供了一个叫做PlatformTransactionManager接口,不同的数据访问技术都会对该接口进行实现,如表所示。
在程序中我们可以使用如下方式来定义事务管理器:
声明式事务
Spring中使用注解@Transactional来声明事务,添加该注解的类和方法,Spring就此处需要事务的支持。这个操作是通过AOP实现的。
特别声明:@Transactional注解来自org.springframework.transaction.annotation包,而不是javax.transaction。
AOP 代理的两种实现
jdk是代理接口,私有方法必然不会存在在接口里,故此也就不会被拦截到;cglib是子类,private的方法照样不会出现在子类里,也不能被拦截。Java 动态代理
步骤:
创建调用处理器,通过实现 InvocationHandler 接口完成;创建动态代理类,通过为 Proxy 类指定 ClassLoader 对象和一组 interface 来完成;使用反射技术获得动态代理类的构造方法,调用处理器接口类型是唯一参数类型;创建动态代理类实例,使用构造方法创建,调用处理器对象作为参数被传入。GCLIB代理
cglib(Code Generation Library)是一个强大的代码生成类库。它能够在运行期扩展Java类与实现Java接口。
cglib封装了asm,可以在运行期动态生成新的class(子类)。cglib用于AOP,jdk中的proxy必须基于接口,cglib却没有这个限制。原理区别
java动态代理实质是生成了一个实现了代理接口的匿名类,这个过程使用的是反射技术来完成的,在调用具体方法前调用InvokeHandler来处理。
cglib动态代理是对代理对象类的class文件加载进来,修改其字节码生成子类来处理,这个过程是通过asm开源包来实现的,具体大家可以百度,本文不做介绍。
默认情况下,实现了接口的目标对象会采用JDK的动态代理实现AOP也可以强制使用CGLIB实现AOP目标对象没有实现接口,必须采用CGLIB库,Spring会自动在JDK动态代理和CGLIB之间转换如果是类内部方法直接不是走代理,这个时候可以通过维护一个自身实例的代理。
Spring 事务的传播属性
Spring事务传播性,就是当多个事务同时存在的时候Spring如何处理这些事务的行为。这些属性都定义在在TransactionDefinition类中,相关常量含义见下表:
数据库隔离级别
脏读:一个事务可以读取到另一个事务未提交的修改后的数据。假设这个事务发生了异常进行了事务回滚,那么这个时候另一个事务就读取到了脏数据。
不可重复读:如果在一个事务中有两次或多次多操作,在这些读取操作之间,另一个事务对数据进行了修改,这时候读取的数据是不一致的。
幻读:一个事务对一定范围的数据进行批量修改,另一个事务在这个范围增加一条数据,此时该事务就会丢失对新增数据的修改。
总结
隔离级别越高,越能保证数据的完整性和一致性,但是对并发性能的影响也越大。
一般数据库默认隔离级别: Read Commited,比如 SqlServer、Oracle
少数数据库默认隔离级别为:Repeatable Read 比如:MySQL InnoDB
Spring中的隔离级别
事务的嵌套
接下来我们通过分析一些嵌套事务的场景,来深入理解spring事务传播的机制。
假设外层事务 Service A 的 Method A() 调用 内层Service B 的 Method B()
PROPAGATION_REQUIRED(Spring 默认)
如果ServiceB.methodB() 的事务级别定义为 PROPAGATION_REQUIRED,那么执行 ServiceA.methodA() 的时候spring已经起了事务,这时调用 ServiceB.methodB(),ServiceB.methodB() 看到自己已经运行在 ServiceA.methodA() 的事务内部,就不再起新的事务。
假如 ServiceB.methodB() 运行的时候发现自己没有在事务中,他就会为自己分配一个事务。
这样,在 ServiceA.methodA() 或者在 ServiceB.methodB() 内的任何地方出现异常,事务都会被回滚。
PROPAGATION_REQUIRES_NEW
比如我们设计 ServiceA.methodA() 的事务级别为 PROPAGATION_REQUIRED,ServiceB.methodB() 的事务级别为 PROPAGATION_REQUIRES_NEW。
那么当执行到 ServiceB.methodB() 的时候,ServiceA.methodA() 所在的事务就会挂起,ServiceB.methodB() 会起一个新的事务,等待 ServiceB.methodB() 的事务完成以后,它才继续执行。
他与 PROPAGATION_REQUIRED 的事务区别在于事务的回滚程度了。因为 ServiceB.methodB() 是新起一个事务,那么就是存在两个不同的事务。如果 ServiceB.methodB() 已经提交,那么 ServiceA.methodA() 失败回滚,ServiceB.methodB() 是不会回滚的。如果 ServiceB.methodB() 失败回滚,如果他抛出的异常被 ServiceA.methodA() 捕获,ServiceA.methodA() 事务仍然可能提交(主要看B抛出的异常是不是A会回滚的异常)。
PROPAGATION_SUPPORTS
假设ServiceB.methodB() 的事务级别为 PROPAGATION_SUPPORTS,那么当执行到ServiceB.methodB()时,如果发现ServiceA.methodA()已经开启了一个事务,则加入当前的事务,如果发现ServiceA.methodA()没有开启事务,则自己也不开启事务。这种时候,内部方法的事务性完全依赖于最外层的事务。
PROPAGATION_NESTED
现在的情况就变得比较复杂了, ServiceB.methodB() 的事务属性被配置为 PROPAGATION_NESTED, 此时两者之间又将如何协作呢? ServiceB#methodB 如果 rollback, 那么内部事务(即 ServiceB#methodB) 将回滚到它执行前的 SavePoint 而外部事务(即 ServiceA#methodA) 可以有以下两种处理方式:
a、捕获异常,执行异常分支逻辑
这种方式也是嵌套事务最有价值的地方, 它起到了分支执行的效果, 如果 ServiceB.methodB 失败, 那么执行 ServiceC.methodC(), 而 ServiceB.methodB 已经回滚到它执行之前的 SavePoint, 所以不会产生脏数据(相当于此方法从未执行过), 这种特性可以用在某些特殊的业务中, 而 PROPAGATION_REQUIRED 和 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 都没有办法做到这一点。
b、 外部事务回滚/提交 代码不做任何修改, 那么如果内部事务(ServiceB#methodB) rollback, 那么首先 ServiceB.methodB 回滚到它执行之前的 SavePoint(在任何情况下都会如此), 外部事务(即 ServiceA#methodA) 将根据具体的配置决定自己是 commit 还是 rollback
另外三种事务传播属性基本用不到,在此不做分析。
总结
对于项目中需要使用到事务的地方,我建议开发者还是使用spring的TransactionCallback接口来实现事务,不要盲目使用spring事务注解,如果一定要使用注解,那么一定要对spring事务的传播机制和隔离级别有个详细的了解,否则很可能发生意想不到的效果。
Spring Boot 对事务的支持
通过org.springframework.boot.autoconfigure.transaction.TransactionAutoConfiguration类。我们可以看出Spring Boot自动开启了对注解事务的支持 Spring
只读事务(@Transactional(readOnly = true))的一些概念
概念:从这一点设置的时间点开始(时间点a)到这个事务结束的过程中,其他事务所提交的数据,该事务将看不见!(查询中不会出现别人在时间点a之后提交的数据)。@Transcational(readOnly=true) 这个注解一般会写在业务类上,或者其方法上,用来对其添加事务控制。当括号中添加readOnly=true, 则会告诉底层数据源,这个是一个只读事务,对于JDBC而言,只读事务会有一定的速度优化。
而这样写的话,事务控制的其他配置则采用默认值,事务的隔离级别(isolation) 为DEFAULT,也就是跟随底层数据源的隔离级别,事务的传播行为(propagation)则是REQUIRED,所以还是会有事务存在,一代在代码中抛出RuntimeException,依然会导致事务回滚。
应用场合:如果你一次执行单条查询语句,则没有必要启用事务支持,数据库默认支持SQL执行期间的读一致性;如果你一次执行多条查询语句,例如统计查询,报表查询,在这种场景下,多条查询SQL必须保证整体的读一致性,否则,在前条SQL查询之后,后条SQL查询之前,数据被其他用户改变,则该次整体的统计查询将会出现读数据不一致的状态,此时,应该启用事务支持。【注意是一次执行多次查询来统计某些信息,这时为了保证数据整体的一致性,要用只读事务】
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