一文搞定 Spring事务

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Spring 事务

上文 使用SpringJDBC

1、JDBC事务控制

​ 不管你现在使用的是那一种ORM开发框架，只要你的核心是JDBC,那么所有的事务处理都是围绕着JDBC开展的,而JDBC之中的事务控制是由Connection接口提供的方法:

  • 1、关闭自动事务提交:connection.setAutoCommit(false);
  • 2、事务手工提交: connection.commit();
  • 3、事务回滚: connection.rollback();

在程序的开发之中事务的使用是存在有前提的:如果某一个业务现在需要同时执行若干条数据更新处理操作，这个时候才会使用到事务控制，除此之外是不需要强制性处理的。

按照传统的事务控制处理方法来讲一般都是在业务层进行处理的，而在之前分析过了如何基于AOP 设计思想采用动态代理设计模式实现的事务处理模型，这种操作可以在不侵入业务代码的情况下进行事务的控制，但是代码的实现过程实在是繁琐，现在既然都有了AOP处理模型了，所以对于事务的控制就必须有一个完整的加强。

1.1、ACID事务原则

ACID主要指的是事务的四种特点:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性或独立性(lsolation)、持久性(Durabilily)四个特征：

  • 原子性(Atomicity):整个事务中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滞在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被回滚(Rollback)到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样;
  • 一致性(Consistency):一个事务可以封装状态改变（除非它是一个只读的)。事务必须始终保持系统处于一致的状态，不管在任何给定的时间并发事务有多少;
  • 隔离性（lsolation):隔离状态执行事务，使它们好像是系统在给定时间内执行的唯一操作。如果有两个事务，运行在相同的时间内，执行相同的功能，事务的隔离性将确保每一事务在系统中认为只有该事务在使用系统;
  • 持久性(Durability):在事务完成以后，该事务对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中，并不会被回滚。

2、Spring事务架构

Spring事务是对已有JDBC事务的进一步的包装型处理，所以底层依然是JDBC事务控制，而后在这之上进行了更加合理的二次开发与设计，首先先来看一下Spring 与JDBC事务之间的结构图。

​ 只要是说到了事务的开发，那么就必须考虑到ORM组件的整合问题各类的ORM开发组件实在是太多了，同时Spring在设计的时候无法预知未来，那么这个时候在Spring 框架里面就针对于事务的接入提供了一个开发标准。

​ Spring事务的核心实现关键是在于：PlatformTransactionManager

通过以上的代码可以发现，PlatfrmTransactionManager接口存在有一个TransactionManager父接口，下面打开该接口的定义来观察其具体功能。

​ 在现代的开发过程之中，最为核心的事务接口主要使用的是PlatformTransactionManager(这也就是长久以来的习惯)，在Spring最早出现声明式事务的时候，就有了这个处理接口了。在进行获取事务的时候可以发现getTransaction()方法内部需要接收有一个TransactionDefinition接口实例，这个接口主要定义了Spring事务的超时时间，以及Spring事务的传播属性（是面试的关键所在)，而在getTransaction()方法内部会返回有一个TransactionStatus接口实例，打开这个接口来观察一下。.

public interface TransactionStatus extends TransactionExecution, SavepointManager, Flushable {
	boolean hasSavepoint(); // 是否存在hasSavepoint （事务保存点）
	void flush(); // 事务刷新
}

而后该接口内部定义的时候又需要继承TransactionExecution、SavepointManager(事务保存点管理器)、Flushable(事务刷新)三个父接口。下图就是Spring事务的整体架构。

3、编程式事务控制

由于现在很少用到这种编程式事务了，导致很多初学者根本不知道这其中是怎么配置的。其实万变不离其宗，都是基于JDBC的事务控制。

  • 使用步骤

    • 配置事务-》 是数据源
    • 编写代码 控制事务

3.1如何使用

数据源使用的是文章开始前的SpringJDBC的环境 地址

1 配置事务

public class TransactionConfig {
    @Bean
    public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
        // PlatformTransactionManager 类似于一个事务定义的标准
        // DataSource 也是一个标准 规范数据源
        DataSourceTransactionManager transactionManager =
                new DataSourceTransactionManager(dataSource);
        // transactionManager.setDataSource(dataSource); 二选一即可
        return transactionManager;
    }
}

面试题： PlatformTransactionManager 与 TransactionManager两者区别？

​ TransactionManager是后爹，是属于PlatformTransactionManager父接口，但是现在不要轻易使用，因为很多的传统的Spring开发项目还是使用的是PlatformTransactionManager。TransactionManager是为响应式编程做的准备。

2 编写代码

    @Test
    public void testInsert()  {
        String sql = "insert into yootk.book(title,author,price) values(?,?,?)";
        LOGGER.info("【插入执行结果】：{}", jdbcTemplate.update(sql, "Python入门", "李老师", 99.90));
        LOGGER.info("【插入执行结果】：{}", jdbcTemplate.update(sql, "Java入门", null, 99.90));
        LOGGER.info("【插入执行结果】：{}", jdbcTemplate.update(sql, "Js入门", "李老师", null));
    }

执行代码后会发现，出现异常提示信息。由于我们的表中配置了not null，所以在插入是会出现异常。这也就是我们异常信息的来源。

  • 由于出现了异常，可是，数据还是插入到数据库，在正常开发中是不允许这样的情况发现的，那么该如何解决呢。还记得上面配置的事务信息吗。修改测试类如下：

    @Test
    public void testInsert() {
        String sql = "insert into yootk.book(title,author,price) values(?,?,?)";
        TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction( //开启事务
                new DefaultTransactionAttribute()); // 默认事务属性
        try {
            LOGGER.info("【插入执行结果】：{}", jdbcTemplate.update(sql, "Python入门", "李老师", 99.90));
            LOGGER.info("【插入执行结果】：{}", jdbcTemplate.update(sql, "Java入门", null, 99.90));
            LOGGER.info("【插入执行结果】：{}", jdbcTemplate.update(sql, "Js入门", "李老师", null));
            transactionManager.commit(status); // 提交
        } catch (DataAccessException e) {
            transactionManager.rollback(status); // 回滚
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

注意：执行先，需要先将数据库表清空，能更好的观察执行结果。

  • 而后会发现，虽然我们的程序执行出现异常了，但数据库没有数据。
  • 说明我们配置的事务生效了，使其出现异常，回滚了。

3.2TransactionStatus

如果现在仅仅是使用了TransactionManager提交和回滚的处理方法，仅仅是Spring提供的事务处理的皮毛所在，而如果要想深入的理解事务处理的特点，那么就需要分析其每一个核心的组成类，首先分析的就是TransactionStatus。

在开启事务的时候会返回有一个TransactionStatus接口实例，而后在提交或回滚事务的时候都需要针对于指定的status实例进行处理，首先来打开这个接口的定义关联结构。

DefaultTransactionStatus是TransactionStatus默认实现的子类而后该类并不是直接实例化的，而是通过事务管理器负责实例化处理的，status所得到的是一个事务的处理标记，而后Spring依照此标记管理事务。

现我们有以下业务，在业务执行过程中，有一部分业务执行失败，正常来说，是执行回滚操作，但是现在我们要让某一个位置之前的执行的sql不回滚。那么这个功能如何实现呢？

这里就需要用到我们事务的保存点：

    @Test
    public void testInsertSavePoint() { // 测试事务的保存点
        String sql = "insert into yootk.book(title,author,price) values(?,?,?)";
        TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction( // 开启事务
                new DefaultTransactionAttribute()); // 默认事务属性
        Object savepointA = null; //保存点
        try {
            LOGGER.info("【插入执行结果】：{}", jdbcTemplate.update(sql, "Python入门", "李老师", 99.90));
            savepointA = status.createSavepoint(); // 创建保存点
            LOGGER.info("【插入执行结果】：{}", jdbcTemplate.update(sql, "Java入门", null, 99.90));
            transactionManager.commit(status); // 正常执行 事务提交
        } catch (DataAccessException e) {
            // 出现异常 先回滚到保存点 然后在提交保存点之前的事务
            status.releaseSavepoint(savepointA);  // 回滚到保存点
            transactionManager.commit(status); // 提交
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

4、Spring事务隔离级别

Spring面试之中隔离级别的面试问题是最为常见的，也是一个核心的基础所在，但是所谓的隔离级别一定要记住，是在并发环境访问下才会存在的问题。数据库是一个项目应用中的公共存储资源，所以在实际的项目开发过程中，很有可能会有两个不同的线程（每个线程拥有各自的数据库事务)，要进行同一条数据的读取以及更新操作。

下面就通过代码的形式 一步步的揭开他的庐山真面目。

  • 对于事务，
    private class BookRowMapper implements RowMapper<Book> {  // 对象映射关系
        @Override
        public Book mapRow(ResultSet rs, int rowNum) throws SQLException {
            Book book = new Book();
            book.setBid(rs.getInt(1));
            book.setTitle(rs.getString(2));
            book.setAuthor(rs.getString(3));
            book.setPrice(rs.getDouble(4));
            return book;
        }
    }
    @Test
    public void testInsertIsolation() throws InterruptedException { // 测试事务的隔离级别
        String query = "select bid,title,author,price from yootk.book where bid = ?"; // 查询
        String update = "update yootk.book set title = ?, author =? where bid =?"; // 根据id修改
        BookRowMapper bookRowMapper = new BookRowMapper(); // 对Book对象的映射
        DefaultTransactionDefinition definition =
                new DefaultTransactionDefinition(); // 创建默认事务对象
        Thread threadA = new Thread(() -> {
            TransactionStatus statusA = this.transactionManager.getTransaction(definition); //开始事务
            Book book = this.jdbcTemplate.queryForObject(query, bookRowMapper, 1); // 查询bid = 1的数据
            String name = Thread.currentThread().getName();// 获取线程名称
            System.out.println(11111 + "??????");
            LOGGER.info("{}【查询结果】：{}", name, book);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2); //等待两秒 让线程B修改之后再查询
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            book = jdbcTemplate.queryForObject(query, bookRowMapper, 1); // 再次查询
            LOGGER.info("{}【查询结果】：{}", name, book);
        }, "事务线程-A");
        Thread threadB = new Thread(() -> {
            TransactionStatus statusB =
                    transactionManager.getTransaction(definition); // 开启事务
            String name = Thread.currentThread().getName();// 获取线程名称
            int i = 0;
            try {
                i = jdbcTemplate.update(update, "Netty", "李老师", 1);
                LOGGER.info("{} 执行结果：{}", name, i);
                transactionManager.commit(statusB); // 提交事务
            } catch (DataAccessException e) {
                transactionManager.rollback(statusB); // 回滚事务
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }, "事务线程-B");
        threadB.start();// 启动线程
        threadA.start();

        threadA.join();// 等待相互执行完成
        threadB.join();
    }

执行结果

事务线程-A【查询结果】：Book(bid=1, title=Netty, author=李老师, price=99.9)
事务线程-B 执行结果：1
事务线程-A【查询结果】：Book(bid=1, title=Netty, author=李老师, price=99.9)

查看执行结果可知，我们线程B执行的是更新操作，但是更新成功后，在事务A进行查询时，本应是我们更新后的数据，这才对呀。所以这个事务出现了事务不同步的问题。

为了保证并发状态下的数据读取的正确性，就需要通过事务的隔离级别来进行控制，实际上控制的就是脏读、幻读以及不可重复读的问题了。

4.1、脏读

脏读(Dirty reads):事务A在读取数据时，读取到了事务B未提交的数据，由于事务B有可能被回滚，所以该数据有可能是一个无效数据

4.2、不可重复读

不可重复读(Non-repeatable Reads):事务A对一个数据的两次读取返回了不同的数据内容，有可能在两次读取之间事务B对该数据进行了修改，一般此类操作出现在数据修改操作之中;

4.3、幻读

幻读(Phantom Reads):事务A在进行数据两次查询时产生了不一致的结果，有可能是事务B在事务A第二次查询之前增加或删除了数据内容所造成的.

Spring最大的优势是在于将所有的配置过程都进行了标准化的定义,于是在TransactionDefintion接口里面就提供了数据库隔离级别的定义常量。

从正常的设计角度来讲,在进行Spring事务控制的时候，不要轻易的去随意修改隔离级别(需要记住这几个隔离级别的概念)，因为一般都使用默认的隔离级别，由数据库自己来实现的控制。

【MySQL数据库】查看MySQL数据库之中的默认隔离级别

SHOW VARIABLES LIKE 'transaction_isolation';

举个栗子，来看看隔离级别的作用吧

修改testInsertIsolation测试类

definition.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED);// 设置事务隔离级别为：读已提交

执行结果：

因为我们线程B在修改后，就提交了，而我们设置的隔离级别是读已提交，所以能读到已提交的数据

事务线程-A【查询结果】：Book(bid=1, title=Java入门到入土, author=李老师, price=99.9)
事务线程-B 执行结果：1
事务线程-A【查询结果】：Book(bid=1, title=Netty, author=李老师, price=99.9)

5、Spring事务传播机制

事务开发是和业务层有直接联系的，在进行开发的过程之中，很难出现业务层之间不互相调用的场景，例如:存在有一个A业务处理，但是A业务在处理的时候有可能会调用B业务，那么如果此时A和B之间各自都存在有事务的机制，那么这个时候就需要进行事务有效的传播管理。

1、TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED:默认事务隔离级别，子业务直接支持当前父级事务，如果当前父业务之中没有事务，则创建一个新的事务，如果当前父业务之中存在有事务，则合并为一个完整的事务。简化的理解:不管任何的时候，只要进行了业务的调用，都需要创建出一个新的事务，这种机制是最为常用的事务传播机制的配置。

2、TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS:如果当前父业务存事务，则加入该父级事务。如果当前不存在有父级事务，则以非事务方式运行;

3、TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED:以非事务的方式运行，如果当前存在有父级事务，则先自动挂起父级事务后运行;

4、TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY:如果当前存在父级事务，则运行在父级事务之中，如果当前无事务则抛出异常(必须存在有父级事务);

5、TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW:建立一个新的子业务事务，如果存在有父级事务则会自动将其挂起，该操作可以实现子事务的独立提交，不受调用者的事务影响，即便父级事务异常，也可以正常提交;

6、TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER:以非事务的方式运行，如果当前存在有事务则抛出异常;

7、TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED:如果当前存在父级事务，则当前子业务中的事务会自动成为该父级事务中的一个子事务，只有在父级事务提交后才会提交子事务。如果子事务产生异常则可以交由父级调用进行异常处理，如果父级事务产生异常，则其也会回滚。

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