【Spring】看了這篇Spring事務原理，我才知道我對Spring事務的誤解有多深！

冰河團隊發表於2020-08-17
Spring

寫在前面

有很多小夥伴們留言說，冰河，你能不能寫一篇關於Spring事務的文章呢？我：可以啊，安排上了！那還等什麼呢？走起啊！！

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運算元據庫，想要用到事務，可以按照以下步驟進行：

  1. 獲取連線 Connection con = DriverManager.getConnection()
  2. 開啟事務con.setAutoCommit(true/false);
  3. 執行CRUD
  4. 提交事務/回滾事務 con.commit() / con.rollback();
  5. 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

  1. 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。
  2. 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）。
  3. 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：

常量名稱 常量解釋
PROPAGATION_REQUIRED 支援當前事務，如果當前沒有事務，就新建一個事務。這是最常見的選擇，也是 Spring 預設的事務的傳播。
PROPAGATION_REQUIRES_NEW 新建事務，如果當前存在事務，把當前事務掛起。新建的事務將和被掛起的事務沒有任何關係，是兩個獨立的事務，外層事務失敗回滾之後，不能回滾內層事務執行的結果，內層事務失敗丟擲異常，外層事務捕獲，也可以不處理回滾操作
PROPAGATION_SUPPORTS 支援當前事務，如果當前沒有事務，就以非事務方式執行。
PROPAGATION_MANDATORY 支援當前事務，如果當前沒有事務，就丟擲異常。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 以非事務方式執行操作，如果當前存在事務，就把當前事務掛起。
PROPAGATION_NEVER 以非事務方式執行，如果當前存在事務，則丟擲異常。
PROPAGATION_NESTED 如果一個活動的事務存在，則執行在一個巢狀的事務中。如果沒有活動事務，則按REQUIRED屬性執行。它使用了一個單獨的事務，這個事務擁有多個可以回滾的儲存點。內部事務的回滾不會對外部事務造成影響。它只對DataSourceTransactionManager事務管理器起效。

三、資料庫隔離級別

隔離級別 隔離級別的值 導致的問題
Read-Uncommitted 0 導致髒讀
Read-Committed 1 避免髒讀，允許不可重複讀和幻讀
Repeatable-Read 2 避免髒讀，不可重複讀，允許幻讀
Serializable 3 序列化讀，事務只能一個一個執行，避免了髒讀、不可重複讀、幻讀。執行效率慢，使用時慎重

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

常量 解釋
ISOLATION_DEFAULT 這是個 PlatfromTransactionManager 預設的隔離級別，使用資料庫預設的事務隔離級別。另外四個與 JDBC 的隔離級別相對應。
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED 這是事務最低的隔離級別，它充許另外一個事務可以看到這個事務未提交的資料。這種隔離級別會產生髒讀，不可重複讀和幻像讀。
ISOLATION_READ_COMMITTED 保證一個事務修改的資料提交後才能被另外一個事務讀取。另外一個事務不能讀取該事務未提交的資料。
ISOLATION_REPEATABLE_READ 這種事務隔離級別可以防止髒讀，不可重複讀。但是可能出現幻像讀。
ISOLATION_SERIALIZABLE 這是花費最高代價但是最可靠的事務隔離級別。事務被處理為順序執行。

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。

重磅福利

關注「 冰河技術 」微信公眾號，後臺回覆 “設計模式” 關鍵字領取《深入淺出Java 23種設計模式》PDF文件。回覆“Java8”關鍵字領取《Java8新特性教程》PDF文件。回覆“限流”關鍵字獲取《億級流量下的分散式限流解決方案》PDF文件，三本PDF均是由冰河原創並整理的超硬核教程，面試必備！！

好了，今天就聊到這兒吧！別忘了點個贊，給個在看和轉發，讓更多的人看到，一起學習，一起進步！！

寫在最後

如果你覺得冰河寫的還不錯，請微信搜尋並關注「 冰河技術 」微信公眾號，跟冰河學習高併發、分散式、微服務、大資料、網際網路和雲原生技術，「 冰河技術 」微信公眾號更新了大量技術專題，每一篇技術文章乾貨滿滿！不少讀者已經通過閱讀「 冰河技術 」微信公眾號文章，吊打面試官，成功跳槽到大廠；也有不少讀者實現了技術上的飛躍，成為公司的技術骨幹！如果你也想像他們一樣提升自己的能力，實現技術能力的飛躍，進大廠，升職加薪，那就關注「 冰河技術 」微信公眾號吧，每天更新超硬核技術乾貨，讓你對如何提升技術能力不再迷茫！

相關文章