Spring事务

作者

1、事务的概念

通俗理解，事务其实就是一系列指令的集合。
事务必须服从ACID原则。ACID指的是原子性（atomicity）、一致性（consistency）、隔离性（isolation）和持久性（durability）。

  • 原子性：操作这些指令时，要么全部执行成功，要么全部不执行。只要其中一个指令执行失败，所有的指令都执行失败，数据进行回滚，回到执行指令前的数据状态。
  • 一致性：事务的执行使数据从一个状态转换为另一个状态，但是对于整个数据的完整性保持稳定。
  • 隔离性：在该事务执行的过程中，无论发生的任何数据的改变都应该只存在于该事务之中，对外界不存在任何影响。只有在事务确定正确提交之后，才会显示该事务对数据的改变。其他事务才能获取到这些改变后的数据。
  • 持久性：当事务正确完成后，它对于数据的改变是永久性的。

2、并发事务导致的问题：

  1. 脏读：一个事务读到另一个事务未提交的更新数据。
  2. 不可重复读：一个事务两次读同一行数据，可是这两次读到的数据不一样。
  3. 幻读：一个事务执行两次查询，但第二次查询比第一次查询多出了一些数据行。
  4. 丢失更新：撤消一个事务时，把其它事务已提交的更新的数据覆盖了。

3、 JDBC定义了五种事务隔离级来解决这些并发导致的问题：

 隔离级别是指若干个并发的事务之间的隔离程度：

名称 解释
TRANSACTION_NONE JDBC 驱动不支持事务
TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED 允许脏读不可重复读和幻读
TRANSACTION_READ_COMMITTED 禁止脏读，但允许不可重复读和幻读
TRANSACTION_REPEATABLE_READ 禁止脏读和不可重复读，单运行幻读
TRANSACTION_SERIALIZABLE 禁止脏读、不可重复读和幻读

4、JDBC的事务管理

使用JDBC的事务管理机制，就是利用java.sql.Connection对象完成对事务的提交

Connection conn = DriverManager.getConnection();
try {  
    conn.setAutoCommit(false);  //将自动提交设置为false                         
    //TODO 执行CRUD操作 
    conn.commit();      //当两个操作成功后手动提交  
} catch (Exception e) {  
    conn.rollback();    //一旦其中一个操作出错都将回滚，所有操作都不成功
    e.printStackTrace();  
} finally {
    conn.colse();
}

5、Spring的事务管理

  • JDBC隔离级别越高，意味着数据库事务并发执行性能越差，能处理的操作就越少。你可以通过conn.setTransactionLevel去设置你需要的隔离级别。

    JDBC规范虽然定义了事务的以上支持行为，但是各个JDBC驱动，数据库厂商对事务的支持程度可能各不相同。

    出于性能的考虑我们一般设置TRANSACTION_READ_COMMITTED就差不多了，剩下的通过使用数据库的锁来帮我们处理别的。

  • 有了Spring，我们再也无需要去处理获得连接、关闭连接、事务提交和回滚等这些操作，使得我们把更多的精力放在处理业务上。事实上Spring并不直接管理事务，而是提供了多种事务管理器。他们将事务管理的职责委托给Hibernate或者JTA等持久化机制所提供的相关平台框架的事务来实现。

  • 以注解方式为例子 ：

    • 配置文件开启注解驱动，在相关的类和方法上通过注解@Transactional标识。
    • spring 在启动的时候会去解析生成相关的bean，这时候会查看拥有相关注解的类和方法，并且为这些类和方法生成代理，**并根据@Transaction的相关参数进行相关配置注入，这样就在代理中为我们把相关的事务处理掉了（开启正常提交事务，异常回滚事务）。 **
    • 真正的数据库层的事务提交和回滚是通过binlog或者redo log实现的。
  • Spring事务管理的核心接口是PlatformTransactionManager 
    void commit(TransactionStatus);
TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition);
void rollback(TransactionStatus);
  • 事务管理器接口通getTransaction(TransactionDefinition definition)方法根据指定的传播行为返回当前活动的事务或创建一个新的事务，这个方法里面的参数是TransactionDefinition类，这个类就定义了一些基本的事务属性。 在TransactionDefinition接口中定义了它自己的传播行为和隔离级别，主要的方法有： 
    int getIsolationLevel();      // 返回事务的隔离级别
String getName();             // 返回事务的名称
int getPropagationBehavior(); // 返回事务的传播行为
int getTimeout();                 // 返回事务必须在多少秒内完成
boolean isReadOnly();             // 事务是否只读，事务管理器能够根据这个返回值进行优化，确保事务是只读的

6、Spring事务的传播属性

所谓spring事务的传播属性，就是定义在存在多个事务同时存在的时候，spring应该如何处理这些事务的行为。这些属性在TransactionDefinition中定义，Spring定义了7个以PROPAGATION_开头的常量表示它的传播属性。

名称 值 解释
PROPAGATION_REQUIRED 0 支持当前事务，如果当前没有事务，就新建一个事务。这是最常见的选择，也是Spring默认的事务的传播。
PROPAGATION_SUPPORTS 1 支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行。
PROPAGATION_MAMDATORY 2 支持当前事务，如果当前没有事务，就抛出异常。
PROPAGATION_REQUIRES_NEW 3 新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 4 以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。
PROPAGATION_NEVER 5 以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
PROPAGATION_NESTED 6 如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则进行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。 嵌套事务一个非常重要的概念就是内层事务依赖于外层事务。外层事务失败时，会回滚内层事务所做的动作。而内层事务操作失败并不会引起外层事务的回滚。

7、Spring事务的隔离级别

隔离级别是指若干个并发的事务之间的隔离程度。TransactionDefinition 接口中定义了五个表示隔离级别的常量：

名称 值 解释
ISOLATION_DEFAULT -1 这是一个Platform TransactionManager默认的隔离级别，使用数据库默认的事务隔离级别。另外四个与JDBC的隔离级别相对应。
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED 1 这是事务最低的隔离级别，他允许另外一个事务可以看到这个事务未提交的数据。这种隔离级别会产生脏读，不可重复读和幻读。
ISOLATION_READ_COMMITTED 2 保证一个事务修改的数据提交后才能被另外一个事务读取。另一个事务不能读取该事务未提交的数据。
ISOLATION_REPEATABLE_READ 4 这种事务隔离级别可以防止脏读，不可重复读，但可能出现幻读。
ISOLATION_SERIALIZABLE 8 这是花费最高但是最可靠的隔离级别。事务被处理为顺序执行，可以防止脏读，不可重复读和幻读。

8、Spring事务配置方式

spring事务配置分为编程式事务（2种）和声明式事务（5种）。

编程式事务：
  1. TransactionTempale采用和其他Spring模板，如JdbcTempalte和HibernateTemplate一样的方法。它使用回调方法，把应用程序从处理取得和释放资源中解脱出来。如同其他模板，TransactionTemplate是线程安全的。代码片段： 
    Object result = tt.execute(new TransactionCallback()...{    
public Object doTransaction(TransactionStatus status)...{    
    updateOperation(); //业务逻辑操作   
    return resultOfUpdateOperation();    
}    
});

    使用TransactionCallback()可以返回一个值。如果使用TransactionCallbackWithoutResult则没有返回值。

  2. 也可以使用PlatformTransactionManager直接管理事务。简单地通过一个bean引用给你的bean传递一个你使用的 PlatformTransaction对象。然后，使用TransactionDefinition和TransactionStatus对象就可以发起、回滚、提交事务。如下片段：

     //new 一个事务   
 DefaultTransactionDefinition def= new DefaultTransactionDefinition(); 
 //初始化事务,参数定义事务的传播类型;   
 def.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);  
 //获得事务状态  
 TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(def);    
try...{   
  ……………..                                   
 //提交事务;  
 transactionManager.commit(status);    
}catch(…..)...{                    
//回滚事务;                                  
transactionManager.rollback(status);    
}
声明式事务：

​ Spring配置文件中关于事务配置总是由三个组成部分，分别是DataSource、TransactionManager和代理机制这三部分，无论哪种配置方式，一般变化的只是代理机制这部分。
​ DataSource、TransactionManager这两部分只是会根据数据访问方式有所变化，比如使用Hibernate进行数据访问时，DataSource实际为SessionFactory，TransactionManager的实现为HibernateTransactionManager。

  1. 每种bean都有一个代理 
    <bean id="sessionFactory"
     class="org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean">  
   <property name="configLocation" value="classpath:hibernate.cfg.xml" />  
   <property name="configurationClass"
             value="org.hibernate.cfg.AnnotationConfiguration" />
</bean>  

<!-- 定义事务管理器（声明式的事务） -->  
<bean id="transactionManager"
     class="org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager">
     <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
</bean>

<!-- 配置DAO -->
<bean id="userDaoTarget" class="com.bluesky.spring.dao.UserDaoImpl">
   <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
</bean>

<bean id="userDao"        
class="org.springframework.transaction.interceptor.TransactionProxyFactoryBean">  
    <!-- 配置事务管理器 -->  
   <property name="transactionManager" ref="transactionManager" />    
   <property name="target" ref="userDaoTarget" />  
   <property name="proxyInterfaces"
             value="com.bluesky.spring.dao.GeneratorDao" />
   <!-- 配置事务属性 -->  
   <property name="transactionAttributes">  
       <props> 
           <prop key="*">PROPAGATION_REQUIRED</prop>
       </props> 
   </property>  
</bean>
  2. 所有Bean共享一个代理基类 
      <bean id="sessionFactory"  
           class="org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean">  
       <property name="configLocation" value="classpath:hibernate.cfg.xml" />  
       <property name="configurationClass"
                 value="org.hibernate.cfg.AnnotationConfiguration" />
  </bean>  

   <!-- 定义事务管理器（声明式的事务） -->  
   <bean id="transactionManager"
       class="org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager">
       <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
   </bean>

   <bean id="transactionBase"
class="org.springframework.transaction.interceptor.TransactionProxyFactoryBean"  
           lazy-init="true" abstract="true">  
       <!-- 配置事务管理器 -->  
       <property name="transactionManager" ref="transactionManager" />  
       <!-- 配置事务属性 -->  
       <property name="transactionAttributes">  
           <props>  
               <prop key="*">PROPAGATION_REQUIRED</prop>  
           </props>  
       </property>  
   </bean>    

   <!-- 配置DAO -->
   <bean id="userDaoTarget" class="com.bluesky.spring.dao.UserDaoImpl">
       <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
   </bean>
   <!--这里引用了parent-->
   <bean id="userDao" parent="transactionBase" >  
       <property name="target" ref="userDaoTarget" />   
   </bean>
  3. 使用拦截器 
    <bean id="sessionFactory"  
           class="org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean">  
       <property name="configLocation" value="classpath:hibernate.cfg.xml" />  
       <property name="configurationClass" value="org.hibernate.cfg.AnnotationConfiguration" />
   </bean>  

   <!-- 定义事务管理器（声明式的事务） -->  
   <bean id="transactionManager"
       class="org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager">
       <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
   </bean> 

   <bean id="transactionInterceptor"  
       class="org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor">  
       <property name="transactionManager" ref="transactionManager" />  
       <!-- 配置事务属性 -->  
       <property name="transactionAttributes">  
           <props>  
               <prop key="*">PROPAGATION_REQUIRED</prop>  
           </props>  
       </property>  
   </bean>

   <bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.BeanNameAutoProxyCreator">  
       <property name="beanNames">  
           <list>  
               <value>*Dao</value>
           </list>  
       </property>  
       <property name="interceptorNames">  
           <list>  
               <value>transactionInterceptor</value>  
           </list>  
       </property>  
   </bean>  

   <!-- 配置DAO -->
   <bean id="userDao" class="com.bluesky.spring.dao.UserDaoImpl">
       <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
   </bean>
  4. 使用tx标签配置的拦截器 
    <context:annotation-config />
   <context:component-scan base-package="com.bluesky" />

   <bean id="sessionFactory"  
           class="org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean">  
       <property name="configLocation" value="classpath:hibernate.cfg.xml" />  
       <property name="configurationClass" value="org.hibernate.cfg.AnnotationConfiguration" />
   </bean>  

   <!-- 定义事务管理器（声明式的事务） -->  
   <bean id="transactionManager"
       class="org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager">
       <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
   </bean>

   <tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager">
       <tx:attributes>
           <tx:method name="*" propagation="REQUIRED" />
       </tx:attributes>
   </tx:advice>

   <aop:config>
       <aop:pointcut id="interceptorPointCuts"
           expression="execution(* com.packagename.spring.dao.*.*(..))" />
       <aop:advisor advice-ref="txAdvice"
           pointcut-ref="interceptorPointCuts" />        
   </aop:config>
  5. 全注解 
       <context:annotation-config />
   <context:component-scan base-package="com.bluesky" />

   <tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>

   <bean id="sessionFactory"  
           class="org.springframework.orm.hibernate3.LocalSessionFactoryBean">  
       <property name="configLocation" value="classpath:hibernate.cfg.xml" />  
       <property name="configurationClass"
                 value="org.hibernate.cfg.AnnotationConfiguration" />
   </bean>  

   <!-- 定义事务管理器（声明式的事务） -->  
   <bean id="transactionManager"
       class="org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager">
       <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
   </bean>

9、场景分析

通过上面的理论知识的铺垫，我们大致知道了数据库事务和spring事务的一些属性和特点，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()：
  1. 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。

  2. 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)。 **

  3. 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。

  4. 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

    ```java
    void methodA() {
    try {
    ServiceB.methodB();
    } catch (SomeException) {
    // 执行其他业务, 如 ServiceC.methodC();
    }
    }
    ```

    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。

    • 由此可见, PROPAGATION_REQUIRES_NEW 和 PROPAGATION_NESTED 的最大区别在于, PROPAGATION_REQUIRES_NEW 完全是一个新的事务, 独立于外部事务。而 PROPAGATION_NESTED 则是外部事务的子事务, 如果外部事务 commit, 嵌套事务也会被 commit, 这个规则同样适用于 roll back.

10、Spring事务回滚

​ spring事务管理器回滚一个事务的推荐方法是在当前事务的上下文内抛出异常。spring事务管理器会捕捉任何未处理的异常，然后依据规则决定是否回滚抛出异常的事务。

​ 默认配置下，spring只有在抛出的异常为运行时unchecked异常时才回滚该事务，也就是抛出的异常为RuntimeException的子类(Errors也会导致事务回滚)，而抛出checked异常则不会导致事务回滚。可以明确的配置在抛出那些异常时回滚事务，包括checked异常。也可以明确定义那些异常抛出时不回滚事务。还可以编程性的通过setRollbackOnly()方法来指示一个事务必须回滚，在调用完setRollbackOnly()后你所能执行的唯一操作就是回滚。

@Transactional注解属性

属性 类型 描述
value String 可选的限定描述符，指定使用的事务管理器
propagation Enum:Propagation 可选的事务传播行为设置
isolation Enum:isolation 可选的事务隔离级别设置
readOnly Boolean 读写或只读事务，默认读写
timeout int (in seconds granularity) 事务超时时间设置
rollbackFor Class对象数组，必须继承自Throwable 导致事务回滚的异常类数组
rollbackForClassName 类名数组，必须继承自Throwable 导致事务回滚的异常类名字数组
noRollbackFor Class对象数组，必须继承自Throwable 不会导致事务回滚的异常类数组
noRollbackForClassName 类名数组，必须继承自Throwable 不会导致事务回滚的异常类名字数组

@Transactional 可以作用于接口、接口方法、类以及类方法上。当作用于类上时，该类的所有 public 方法将都具有该类型的事务属性，同时，我们也可以在方法级别使用该标注来覆盖类级别的定义。

​ 虽然 @Transactional 注解可以作用于接口、接口方法、类以及类方法上，但是 Spring 建议不要在接口或者接口方法上使用该注解，因为这只有在使用基于接口的代理时它才会生效。另外， @Transactional 注解应该只被应用到 public 方法上，这是由 Spring AOP 的本质决定的。如果你在 protected、private 或者默认可见性的方法上使用 @Transactional 注解，这将被忽略，也不会抛出任何异常。

​ 默认情况下，只有来自外部的方法调用才会被AOP代理捕获，也就是，类内部方法调用本类内部的其他方法并不会引起事务行为，即使被调用方法使用@Transactional注解进行修饰。