Spring 事务底层原理

用户4283147

发布于 2022-10-27 11:26:12

2720

发布于 2022-10-27 11:26:12

文章被收录于专栏：对线JAVA面试

一、数据库的事物的基本特性

事物是区分文件存储系统与Nosql数据库重要特性之一，其存在的意义是为了保证即使在并发情况下也能正确的执行crud操作。怎样才算是正确的呢？这时提出了事物需要保证的四个特性即ACID：

A: 原子性(atomicity)事物中各项操作，要么全做要么全不做，任何一项操作的失败都会导致整个事物的失败；
C: 一致性(consistency)事物结束后系统状态是一致的；
I: 隔离性(isolation)并发执行的事物彼此无法看到对方的中间状态；
D: 持久性(durability)事物完成后所做的改动都会被持久化，即使发生灾难性的失败。在高并发的情况下，要完全保证其ACID特性是非常困难的，除非把所有的事物串行化执行，但带来的负面的影响将是性能大打折扣。很多时候我们有些业务对事物的要求是不一样的，所以数据库中设计了四种隔离级别，供用户基于业务进行选择。

隔离级别	脏读（Dirty Read）	不可重复读（NonRepeatable Read）	幻读（Phantom Read）
读未提交（Read uncommitted）	可能	可能	可能
读已提交（Read committed）	不可能	可能	可能
可重复读（Repeatable read）	不可能	不可能	可能
可串行化（SERIALIZABLE）	不可能	不可能	不可能

脏读 :

一个事物读取到另一事物未提交的更新数据

不可重复读 :

在同一事物中,多次读取同一数据返回的结果有所不同, 换句话说, 后续读取可以读到另一事物已提交的更新数据. 相反, “可重复读”在同一事物中多次读取数据时, 能够保证所读数据一样, 也就是后续读取不能读到另一事物已提交的更新数据。

幻读 :

查询表中一条数据如果不存在就插入一条，并发的时候却发现，里面居然有两条相同的数据。这就幻读的问题。

二、Sring 对事物的支持与使用

知识点：1.spring 事物相关API说明 2.声明式事物的使用 3.事物传播机制

spring 事物相关API说明 spring 事物是在数据库事物的基础上进行封装扩展其主要特性如下：a.支持原有的数据事物的隔离级别 b.加入了事物传播的概念提供多个事物的和并或隔离的功能 c.提供声明式事物，让业务代码与事物分离，事物变得更易用。

怎么样去使用Spring事物呢？spring 提供了三个接口供使用事物。分别是：

TransactionDefinition 事物定义

image.png

PlatformTransactionManager 事物管理

image.png

TransactionStatus 事物运行时状态

image.png

基于API实现事物

publicclass SpringTransactionExample {
    privatestatic String url = "jdbc:mysql:///localhost:3306/test";
    privatestatic String user = "root";
    privatestatic String password = "123456";

    public static Connection openConnection() throws ClassNotFoundException, SQLException {
        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "123456");
        return conn;
    }

    public static void main(String[] args) {
        final DriverManagerDataSource ds = new DriverManagerDataSource(url, user, password);
        final TransactionTemplate template = new TransactionTemplate();
        template.setTransactionManager(new DataSourceTransactionManager(ds));
        template.execute(new TransactionCallback<Object>() {
            @Override
            public Object doInTransaction(TransactionStatus status) {
                Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(ds);
                Object savePoint = null;
                try {
                    {
                        // 插入
                        PreparedStatement prepare = conn.
                                prepareStatement("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)");
                        prepare.setString(1, "111");
                        prepare.setString(2, "aaaa");
                        prepare.setInt(3, 10000);
                        prepare.executeUpdate();
                    }
                    // 设置保存点
                    savePoint = status.createSavepoint();
                    {
                        // 插入
                        PreparedStatement prepare = conn.
                                prepareStatement("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)");
                        prepare.setString(1, "222");
                        prepare.setString(2, "bbb");
                        prepare.setInt(3, 10000);
                        prepare.executeUpdate();
                    }
                    {
                        // 更新
                        PreparedStatement prepare = conn.
                                prepareStatement("UPDATE account SET money= money+1 where user=?");
                        prepare.setString(1, "asdflkjaf");
                        Assert.isTrue(prepare.executeUpdate() > 0, "");
                    }
                } catch (SQLException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println("更新失败");
                    if (savePoint != null) {
                        status.rollbackToSavepoint(savePoint);
                    } else {
                        status.setRollbackOnly();
                    }
                }
                returnnull;
            }
        });
    }
}

输出

更新失败

查询数据库

2、声明示事物

我们前面是通过调用API来实现对事物的控制，这非常的繁琐，与直接操作JDBC事物并没有太多的改善，所以Spring提出了声明示事物，使我们对事物的操作变得非常简单，甚至不需要关心它。

编写服务类

@Transactional

public void addAccount(String name, int initMenoy) {

String accountid = new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmss").format(new Date());

jdbcTemplate.update("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)", accountid, name, initMenoy);

// 人为报错

int i = 1 / 0;</code>

}

演示添加 @Transactional 注解和不添加注解的情况。

3、事物传播机制

类别	事物传播类型	说明
支持当前事物	PROPAGATION_REQUIRED
（必须的）	如果当前没有事物，就新建一个事物，如果已经存在一个事物中，加入到这个事物中。这是最常见的选择。
支持当前事物	PROPAGATION_SUPPORTS
（支持)	支持当前事物，如果当前没有事物，就以非事物方式执行。
支持当前事物	PROPAGATION_MANDATORY
（强制）	使用当前的事物，如果当前没有事物，就抛出异常。
不支持当前事物	PROPAGATION_REQUIRES_NEW
(隔离)	新建事物，如果当前存在事物，把当前事物挂起。
不支持当前事物	PROPAGATION_NOT_SUPPORTED
(不支持)	以非事物方式执行操作，如果当前存在事物，就把当前事物挂起。
不支持当前事物	PROPAGATION_NEVER
(强制非事物)	以非事物方式执行，如果当前存在事物，则抛出异常。
套事物	PROPAGATION_NESTED
（嵌套事物）	如果当前存在事物，则在嵌套事物内执行。如果当前没有事物，则执行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。

常用事物传播机制：

PROPAGATION_REQUIRED，这个也是默认的传播机制；
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 可以用于发送提示消息，站内信、短信、邮件提示等。不属于并且不应当影响主体业务逻辑，即使发送失败也不应该对主体业务逻辑回滚。
PROPAGATION_REQUIRES_NEW 总是新启一个事物，这个传播机制适用于不受父方法事物影响的操作，比如某些业务场景下需要记录业务日志，用于异步反查，那么不管主体业务逻辑是否完成，日志都需要记录下来，不能因为主体业务逻辑报错而丢失日志；

l 演示常用事物的传播机制

用例1:

创建用户时初始化一个帐户，表结构和服务类如下。

表结构	服务类	功能描述
user	UserSerivce	创建用户，并添加帐户
account	AccountService	添加帐户

UserSerivce.createUser(name) 实现代码

@Transactional
public void createUser(String name) {

    // 新增用户基本信息

    jdbcTemplate.update("INSERT INTO `user` (name) VALUES(?)", name);

    //调用accountService添加帐户

    accountService.addAccount(name, 10000);

 ｝

AccountService.addAccount(name,initMoney) 实现代码（方法的最后有一个异常）

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public void addAccount(String name, int initMoney) {

    String accountid = new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmss").format(new Date());

    jdbcTemplate.update("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)", accountid, name, initMenoy);

    // 出现分母为零的异常

    int i = 1 / 0;

}

实验预测一：

	createUser	addAccount(异常)	预测结果
场景一	无事物	required	createUser （成功） addAccount（不成功）
场景二	required	无事物	createUser （不成功） addAccount（不成功）
场景三	required	not_supported	createUser （不成功） addAccount（成功）
场景四	required	required_new	createUser （不成功） addAccount（不成功）
场景五	required(异常移至createUser方法未尾)	required_new	createUser（不成功）
addAccount（成功）
场景六	required(异常移至createUser方法未尾)（addAccount 方法移至createUser方法的同一个类里）	required_new	createUser （不成功） addAccount（不成功）

三、aop 事物底层实现原理

讲事物原理之前我们先来做一个实验，当场景五的环境改变，把addAccount 方法移至UserService 类下，其它配置和代码不变：

@Override
@Transactional
public void createUser(String name) {

    jdbcTemplate.update("INSERT INTO `user` (name) VALUES(?)", name);

    addAccount(name, 10000);

    // 人为报错
    int i = 1 / 0;

}

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void addAccount(String name, int initMoney) {

    String accountid = new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmss").format(new Date());

    jdbcTemplate.update("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)", accountid, name, initMoney);

}

演示新场景

经过演示我们发现得出的结果与场景五并不一至，required_new 没有起到其对应的作用。原因在于spring 声明示事物使用动态代理实现，而当调用同一个类的方法时，是会不会走代理逻辑的，自然事物的配置也会失效。

通过一个动态代理的实现来模拟这种场景

UserSerivce proxyUserSerivce = (UserSerivce) Proxy.newProxyInstance(LubanTransaction.class.getClassLoader(),
        new Class[]{UserSerivce.class}, new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

                try {

                    System.out.println("开启事物:"+method.getName());

                    return method.invoke(userSerivce, args);

                } finally {

                    System.out.println("关闭事物:"+method.getName());

                }

            }

        });

proxyUserSerivce.createUser("kpioneer");

当我们调用createUser 方法时仅打印了 createUser 的事物开启、关闭，并没有打印addAccount 方法的事物开启、关闭，由此可见addAccount 的事物配置是失效的。

如果业务当中上真有这种场景该如何实现呢？在spring xml中配置暴露proxy 对象，然后在代码中用AopContext.currentProxy() 就可以获当前代理对象

<!-- 配置暴露proxy -->
<aop:aspectj-autoproxy expose-proxy="true"/>

// 基于代理对象调用创建帐户，事物的配置又生效了

@Transactional
public void createUser(String name) {

    // 新增用户基本信息

    jdbcTemplate.update("INSERT INTO `user` (name) VALUES(?)", name);

    // 暴露proxy 对象 调用accountService添加帐户
    ((UserSerivce) AopContext.currentProxy()).addAccount(name, 10000);
    // 人为报错
    int i = 1 / 0;
 ｝
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void addAccount(String name, int initMoney) {

    String accountid = new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmss").format(new Date());

    jdbcTemplate.update("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)", accountid, name, initMoney);
}