死磕Spring之AOP篇 - Spring 事務詳解

月圓吖發表於2021-05-12

該系列文章是本人在學習 Spring 的過程中總結下來的,裡面涉及到相關原始碼,可能對讀者不太友好,請結合我的原始碼註釋 Spring 原始碼分析 GitHub 地址 進行閱讀。

Spring 版本:5.1.14.RELEASE

在開始閱讀 Spring AOP 原始碼之前,需要對 Spring IoC 有一定的瞭解,可檢視我的 《死磕Spring之IoC篇 - 文章導讀》 這一系列文章

瞭解 AOP 相關術語,可先檢視 《Spring AOP 常見面試題) 》 這篇文章

該系列其他文章請檢視:《死磕 Spring 之 AOP 篇 - 文章導讀》

前序

前面我的一系列文章對 Spring AOP 進行了比較詳細的講述,相信對於 Spring AOP 你有一個比較深入的理解,如果你不是很瞭解,建議先檢視我前面的這一系列文章,因為 Spring 事務是藉助於 Spring AOP 實現的。由於這段時間有點忙(太懶了~),沒能及時更新 Spring AOP 在 Spring 內部的應用相關內容,趁著對它還有一點印象,我們一起來看看 Spring 事務的相關原始碼。我猜應該是比較容易理解的,因為已經有了 Spring AOP 的基礎,相信對於 Spring 事務會“輕而易舉”地掌握~

我們先了解一下 Spring 事務裡面的“物理事務”和“邏輯事務”,所謂的“物理事務”是指 JDBC 的事務,上一次事務和本次事務之間是沒有其他事務的,在執行一條命令(預設行為自動提交)都會產生一個事務,如果把 autocommit 設定為 false,需要主動 commit 才完成一個事務。所謂的“邏輯事務”是 Spring 對 JDBC 的一個抽象,例如 Spring 預設的事務傳播行為是 REQUIRED,當執行 @Transactional 註解標註的方法時,如果此時正處於一個事務(物理事務)中,那麼加入到這個事務中,你可以理解為建立了一個“邏輯事務”,進行提交的時候不會執行 Connection 的 commit 方法,而是在外面的“物理事務”中進行 commit 時一併完成本次事務。

Spring 事務的傳播級別

  • REQUIRED:預設傳播級別,如果正處於一個事務中,則加入;否則,建立一個事務
  • SUPPORTS:如果正處於一個事務中,則加入;否則,不使用事務
  • MANDATORY:如果當前正處於一個事務中,則加入;否則,丟擲異常
  • REQUIRES_NEW:無論如何都會建立一個新的事務,如果正處於一個事務中,會先掛起,然後建立
  • NOT_SUPPORTED:不使用事務,如果正處於一個事務中,則掛起,不使用事務
  • NEVER:不使用事務,如果正處於一個事務中,則丟擲異常
  • NESTED:巢狀事務,如果正處於一個事務中,則建立一個事務巢狀在其中(MySQL 採用 SAVEPOINT 保護點實現的);否則,建立一個事務

關於 Spring 事務傳播級別更多的細節在接下來的原始碼中進行討論

Spring 事務的使用示例

相信看到這篇文章的你對於 @Transactional 註解的使用肯定非常瞭解,不過這裡還是列舉以下它的使用方式

Spring MVC

引入 Spring 事務相關依賴後,在 Spring MVC 中有兩種(XML 配置和註解)驅動 Spring 事務的方式,如下面所示:

方式一:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans>
    <!-- 定義一個資料來源 -->
    <bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource">...</bean>
    <!-- 事務管理器 -->
    <bean id="txManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <!-- 指定資料來源 -->
        <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
    </bean>
    <!-- 事務模組驅動,指定使用上面定義事務管理器,預設值為 transactionManager -->
    <tx:annotation-driven transaction-manager="txManager"/>
</beans>

方式二:

需要在 Spring 能掃描的一個 Bean 上新增一個 @EnableTransactionManagement 註解,然後新增一個 TransactionManagementConfigurer 實現類,如下:

package tk.mybatis.simple.controller;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.transaction.TransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;
import org.springframework.transaction.annotation.TransactionManagementConfigurer;

import javax.annotation.Resource;
import javax.sql.DataSource;

@Configuration
@EnableTransactionManagement
public class TransactionManagerConfig implements TransactionManagementConfigurer {

    @Resource
    DataSource dataSource;

    @Override
    public TransactionManager annotationDrivenTransactionManager() {
        // 返回一個事務管理器,設定資料來源
        return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
    }
}

此時你可以使用 @Transactional 註解標註在方法(或者類)上面,使得方法的執行處於一個事務中,如下:

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED, rollbackFor = {Exception.class})
public void update(){
    try {
        // 資料庫操作
    } catch (Exeception e){
        // 將事務狀態設定為回滾
        TransactionInterceptor.currentTransactionStatus().setRollbackOnly();
    }
}

Spring Boot

在 Spring Boot 中我們使用 @Transactional 註解的時候好像不需要 @EnableTransactionManagement 註解驅動 Spring 事務模組,這是為什麼?和 Spring AOP 的 @EnableAspectJAutoProxy 註解類似,會有一個 TransactionAutoConfiguration 事務自動配置類,我們一起來看看:

@Configuration
@ConditionalOnClass(PlatformTransactionManager.class)
@AutoConfigureAfter({ JtaAutoConfiguration.class, HibernateJpaAutoConfiguration.class,
		DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class,
		Neo4jDataAutoConfiguration.class })
@EnableConfigurationProperties(TransactionProperties.class)
public class TransactionAutoConfiguration {

	@Bean
	@ConditionalOnMissingBean
	public TransactionManagerCustomizers platformTransactionManagerCustomizers(
			ObjectProvider<List<PlatformTransactionManagerCustomizer<?>>> customizers) {
		return new TransactionManagerCustomizers(customizers.getIfAvailable());
	}

	@Configuration
	@ConditionalOnSingleCandidate(PlatformTransactionManager.class)
	public static class TransactionTemplateConfiguration {

		private final PlatformTransactionManager transactionManager;

		public TransactionTemplateConfiguration(
				PlatformTransactionManager transactionManager) {
			this.transactionManager = transactionManager;
		}

		@Bean
		@ConditionalOnMissingBean
		public TransactionTemplate transactionTemplate() {
			return new TransactionTemplate(this.transactionManager);
		}
	}

	@Configuration
	@ConditionalOnBean(PlatformTransactionManager.class)
	@ConditionalOnMissingBean(AbstractTransactionManagementConfiguration.class)
	public static class EnableTransactionManagementConfiguration {
		@Configuration
		@EnableTransactionManagement(proxyTargetClass = false)
		@ConditionalOnProperty(prefix = "spring.aop", name = "proxy-target-class", havingValue = "false", matchIfMissing = false)
		public static class JdkDynamicAutoProxyConfiguration { }

		@Configuration
		@EnableTransactionManagement(proxyTargetClass = true)
		@ConditionalOnProperty(prefix = "spring.aop", name = "proxy-target-class", havingValue = "true", matchIfMissing = true)
		public static class CglibAutoProxyConfiguration { }
	}
}

是不是很熟悉,只要存在 PlatformTransactionManager 這個 Class 物件就會將這個 Bean 註冊到 IoC 容器中,裡面涉及到一些 @Conditional 註解,這裡就不一一解釋了。可以看到其中會有 @EnableTransactionManagement 註解,是不是和在 Spring MVC 中以註解驅動 Spring 事務的方式一樣,但是好像沒有 PlatformTransactionManager 事務管理器。別急,我們看到這個自動配置類上面會有 @AutoConfigureAfter({DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class}) 註解,表示會先載入 DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration 這個自動配置類,我們一起來看看:

@Configuration
@ConditionalOnClass({ JdbcTemplate.class, PlatformTransactionManager.class })
@AutoConfigureOrder(Ordered.LOWEST_PRECEDENCE)
@EnableConfigurationProperties(DataSourceProperties.class)
public class DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration {

	@Configuration
	@ConditionalOnSingleCandidate(DataSource.class)
	static class DataSourceTransactionManagerConfiguration {

		private final DataSource dataSource;

		private final TransactionManagerCustomizers transactionManagerCustomizers;

		DataSourceTransactionManagerConfiguration(DataSource dataSource,
				ObjectProvider<TransactionManagerCustomizers> transactionManagerCustomizers) {
			this.dataSource = dataSource;
			this.transactionManagerCustomizers = transactionManagerCustomizers
					.getIfAvailable();
		}

		@Bean
		@ConditionalOnMissingBean(PlatformTransactionManager.class)
		public DataSourceTransactionManager transactionManager(
				DataSourceProperties properties) {
			DataSourceTransactionManager transactionManager = new DataSourceTransactionManager(
					this.dataSource);
			if (this.transactionManagerCustomizers != null) {
				this.transactionManagerCustomizers.customize(transactionManager);
			}
			return transactionManager;
		}
	}
}

可以看到會注入一個 DataSourceTransactionManager 事務管理器,關聯這個當前 DataSource 資料來源物件

好了,通過上面的使用示例我們可以注意到 @EnableTransactionManagement 註解可以驅動整個 Spring 事務模組,當然,<annotation-driven /> 標籤的原理和註解差不多,前面也講述了非常多 Spring 自定義標籤的實現原理,這裡我們就不分析了,那麼我們一起來看看 @EnableTransactionManagement 這個註解

核心 API

在開始檢視 Spring 事務的原始碼之前,我想有必要先簡單介紹一下涉及到的一些主要的 API,對 Spring 事務的原始碼有一個印象,如下:

  • Spring 事務 @Enable 模組驅動 - @EnableTransactionManagement
  • Spring 事務註解 - @Transactional
  • Spring 事務事件監聽器 - @TransactionalEventListener
  • Spring 事務定義 - TransactionDefinition
  • Spring 事務狀態 - TransactionStatus
  • Spring 平臺事務管理器 - PlatformTransactionManager
  • Spring 事務代理配置 - ProxyTransactionManagementConfiguration
  • Spring 事務 PointAdvisor 實現 - BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor
  • Spring 事務 MethodInterceptor 實現 - TransactionInterceptor
  • Spring 事務屬性源 - TransactionAttributeSource

簡單介紹 Spring 事務:

  1. 需要通過 @EnableTransactionManagement 註解驅動整個 Spring 事務模組

  2. 可以通過 @Transactional 註解定義在某個類或者方法上面定義一個事務(傳播性、隔離性等),開啟事務

  3. ProxyTransactionManagementConfiguration 代理配置類用來定義一個 BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor 切面,是一個用於 Spring 事務的 AOP 切面

  4. Spring 事務底層就是通過 Spring AOP 實現的,可以在上面看到有一個 PointcutAdvisor 切面,關聯的 Pointcut 內部有一個 TransactionAttributeSource 物件,會藉助於 TransactionAnnotationParser 解析器解析 @Transactional 註解,將這個事務定義的一些屬性封裝成一個 TransactionDefinition 事務定義物件

  5. Spring AOP 攔截處理在 TransactionInterceptor 事務攔截器中,先借助 PlatformTransactionManager 平臺事務管理器建立 TransactionStatus 事務物件,裡面包含了 Transaction 事務,將 autocommit 自動提交關閉,方法的執行也就處於一個事務中

  6. 事務的相關屬性會儲存在許多 ThreadLocal 中,例如 DataSource、Connection 和 SqlSession 等屬性,交由一個 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器進行管理,所以說 Spring 事務僅支援在一個執行緒中完成

Spring 事務非常複雜,接下來我們逐步分析

@EnableTransactionManagement 註解驅動

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(TransactionManagementConfigurationSelector.class)
public @interface EnableTransactionManagement {

	/**
	 * 預設優先使用 JDK 動態代理
	 */
	boolean proxyTargetClass() default false;

    /**
     * 預設使用 Spring AOP 代理模式
     */
	AdviceMode mode() default AdviceMode.PROXY;

	int order() default Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
}

可以看到有一個 @Import 註解,它的值是一個 TransactionManagementConfigurationSelector 類,也就是說 Spring 事務的驅動入口在這裡面,關於 @Import 註解的原理可檢視我的 《死磕Spring之IoC篇 - @Bean 等註解的實現原理》 這篇文章

TransactionManagementConfigurationSelector

public class TransactionManagementConfigurationSelector extends AdviceModeImportSelector<EnableTransactionManagement> {

	@Override
	protected String[] selectImports(AdviceMode adviceMode) {
		switch (adviceMode) {
			// 預設使用代理模式
			case PROXY:
				return new String[]{
						// 註冊一個 InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator 物件,目的是建立代理物件
						AutoProxyRegistrar.class.getName(),
						// 【關鍵】註冊一個 Spring 事務代理配置類
						ProxyTransactionManagementConfiguration.class.getName()};
			// 選擇 AspectJ 模式
			case ASPECTJ:
				return new String[]{determineTransactionAspectClass()};
			default:
				return null;
		}
	}

	private String determineTransactionAspectClass() {
		return (ClassUtils.isPresent("javax.transaction.Transactional", getClass().getClassLoader()) ?
				TransactionManagementConfigUtils.JTA_TRANSACTION_ASPECT_CONFIGURATION_CLASS_NAME :
				TransactionManagementConfigUtils.TRANSACTION_ASPECT_CONFIGURATION_CLASS_NAME);
	}
}

可以看到預設情況下會註冊兩個 Bean

  • AutoProxyRegistrar,註冊一個 InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator 物件,目的是建立代理物件,在講解 Spring AOP 的時候講述過,這裡不再贅述
  • ProxyTransactionManagementConfiguration,一個 Spring 務代理配置類

ProxyTransactionManagementConfiguration

org.springframework.transaction.annotation.ProxyTransactionManagementConfiguration,Spring 事務代理配置類,定義好一個 AOP 切面

@Configuration
@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
public class ProxyTransactionManagementConfiguration extends AbstractTransactionManagementConfiguration {

	@Bean(name = TransactionManagementConfigUtils.TRANSACTION_ADVISOR_BEAN_NAME)
	@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
	public BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor transactionAdvisor() {
		// <1> 建立 PointcutAdvisor 物件,作為 @Transactional 註解的一個切面
 		BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor advisor = new BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor();
		// <2> 【Pointcut】設定 AnnotationTransactionAttributeSource,被關聯在 Pointcut 中
		// 藉助於 TransactionAnnotationParser 解析器解析 @Transactional 註解
		advisor.setTransactionAttributeSource(transactionAttributeSource());
		// <3> 【Advice】設定 Advice 為 TransactionInterceptor 事務攔截器
		advisor.setAdvice(transactionInterceptor());
		if (this.enableTx != null) {
			advisor.setOrder(this.enableTx.<Integer>getNumber("order"));
		}
		return advisor;
	}

	@Bean
	@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
	public TransactionAttributeSource transactionAttributeSource() {
		return new AnnotationTransactionAttributeSource();
	}

	@Bean
	@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
	public TransactionInterceptor transactionInterceptor() {
		// 建立 TransactionInterceptor 事務攔截器(MethodInterceptor 物件)
		TransactionInterceptor interceptor = new TransactionInterceptor();
		// 設定這個 AnnotationTransactionAttributeSource 物件,@Bean 註解標註的方法返回的都是同一個物件
		interceptor.setTransactionAttributeSource(transactionAttributeSource());
		if (this.txManager != null) {
			// 設定預設的事務管理器
			interceptor.setTransactionManager(this.txManager);
		}
		return interceptor;
	}
}

可以看到會註冊三個 Bean:

  1. BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor 切面,這個 PointcutAdvisor 物件關聯的 Pointcut 切點用於篩選 @Transactional 註解的方法(標註在類上也可以),在關聯的 Advice 中會進行事務的攔截處理

  2. Advice 通知,就是一個 TransactionInterceptor 方法攔截器,關聯著一個 AnnotationTransactionAttributeSource 物件

  3. AnnotationTransactionAttributeSource 事務屬性資源物件,被 Pointcut 和 Advice 關聯,用於解析 @Transactional 註解,在它的構造方法中會新增一個 SpringTransactionAnnotationParser 事務註解解析器,用於解析 @Transactional 註解,如下:

    // AnnotationTransactionAttributeSource.java
    public AnnotationTransactionAttributeSource() {
        this(true);
    }
    
    public AnnotationTransactionAttributeSource(boolean publicMethodsOnly) {
        this.publicMethodsOnly = publicMethodsOnly;
        if (jta12Present || ejb3Present) {
            this.annotationParsers = new LinkedHashSet<>(4);
            this.annotationParsers.add(new SpringTransactionAnnotationParser());
            if (jta12Present) {
                this.annotationParsers.add(new JtaTransactionAnnotationParser());
            }
            if (ejb3Present) {
                this.annotationParsers.add(new Ejb3TransactionAnnotationParser());
            }
        }
        else {
            this.annotationParsers = Collections.singleton(new SpringTransactionAnnotationParser());
        }
    }
    

PointcutAdvisor 事務切面

org.springframework.transaction.interceptor.BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor,Spring 事務切面,如下:

public class BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor extends AbstractBeanFactoryPointcutAdvisor {

	/**
	 * 事務屬性源物件,用於解析 @Transactional 註解
	 */
	@Nullable
	private TransactionAttributeSource transactionAttributeSource;

	/**
	 * Pointcut 物件,用於判斷 JoinPoint 是否匹配
	 */
	private final TransactionAttributeSourcePointcut pointcut = new TransactionAttributeSourcePointcut() {
		@Override
		@Nullable
		protected TransactionAttributeSource getTransactionAttributeSource() {
			return transactionAttributeSource;
		}
	};
    
	public void setTransactionAttributeSource(TransactionAttributeSource transactionAttributeSource) {
		this.transactionAttributeSource = transactionAttributeSource;
	}

	public void setClassFilter(ClassFilter classFilter) {
		this.pointcut.setClassFilter(classFilter);
	}

	@Override
	public Pointcut getPointcut() {
		return this.pointcut;
	}
}

設定的 TransactionAttributeSource 就是上面的 AnnotationTransactionAttributeSource 物件,關聯的 Pointcut 切點就是一個 TransactionAttributeSourcePointcut 物件

也就是說通過 Pointcut 事務切點篩選出來的 Bean 會建立一個代理物件,方法的攔截處理則交由 Advice 完成

Pointcut 事務切點

org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAttributeSourcePointcut,Spring 事務的 AOP 切點,如下:

abstract class TransactionAttributeSourcePointcut extends StaticMethodMatcherPointcut implements Serializable {

	@Override
	public boolean matches(Method method, Class<?> targetClass) {
		// <1> 目標類是 Spring 內部的事務相關類,則跳過,不需要建立代理物件
		if (TransactionalProxy.class.isAssignableFrom(targetClass) ||
				PlatformTransactionManager.class.isAssignableFrom(targetClass) ||
				PersistenceExceptionTranslator.class.isAssignableFrom(targetClass)) {
			return false;
		}
		// <2 獲取 AnnotationTransactionAttributeSource 物件
		TransactionAttributeSource tas = getTransactionAttributeSource();
		// <3> 解析該方法相應的 @Transactional 註解,並將元資訊封裝成一個 TransactionAttribute 物件
		// 且快取至 AnnotationTransactionAttributeSource 物件中
		// <4> 如果有對應的 TransactionAttribute 物件,則表示匹配,需要進行事務的攔截處理
		return (tas == null || tas.getTransactionAttribute(method, targetClass) != null);
	}
}

判斷這個方法是否需要被 TransactionInterceptor 事務攔截器進行攔截的過程如下:

  1. 目標類是 Spring 內部的事務相關類,則跳過,不需要建立代理物件
  2. 獲取 AnnotationTransactionAttributeSource 物件
  3. 解析該方法相應的 @Transactional 註解,並將元資訊封裝成一個 TransactionAttribute 物件,且快取至 AnnotationTransactionAttributeSource 物件中
  4. 如果有對應的 TransactionAttribute 物件,則表示匹配,需要進行事務的攔截處理

3 步解析 @Transactional 註解通過 AnnotationTransactionAttributeSource#getTransactionAttribute(..) 方法完成的,我們一起來看看這個解析過程

@Transactional 註解的解析

1. getTransactionAttribute 方法
// AbstractFallbackTransactionAttributeSource.java
@Override
@Nullable
public TransactionAttribute getTransactionAttribute(Method method, @Nullable Class<?> targetClass) {
    // <1> java.lang.Object 內定義的方法跳過
    if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
        return null;
    }
    // First, see if we have a cached value.
    // <2> 獲取快取 Key,MethodClassKey 物件,關聯 Method 和 Class 物件
    Object cacheKey = getCacheKey(method, targetClass);
    // <3> 嘗試從快取中獲取該方法對應的 TransactionAttribute 物件
    TransactionAttribute cached = this.attributeCache.get(cacheKey);
    if (cached != null) {
        // Value will either be canonical value indicating there is no transaction attribute,
        // or an actual transaction attribute.
        // <3.1> 快取中快取的是一個空的 TransactionAttribute 物件
        // 表示沒有相應的 @Transactional 註解,返回 `null`
        if (cached == NULL_TRANSACTION_ATTRIBUTE) {
            return null;
        }
        // <3.2> 返回快取的 TransactionAttribute 物件
        else {
            return cached;
        }
    }
    // <4> 開始解析方法對應的 @Transactional 註解
    else {
        // We need to work it out.
        // <4.1> 解析該方法或者類上面的 @Transactional 註解,封裝成 RuleBasedTransactionAttribute 物件
        // 優先從方法上面解析該註解,其次從類上解析該註解,沒有的話返回的是 `null`
        TransactionAttribute txAttr = computeTransactionAttribute(method, targetClass);
        // Put it in the cache.
        // <4.2> 如果是 `null`,則快取一個空的 TransactionAttribute 物件
        if (txAttr == null) {
            this.attributeCache.put(cacheKey, NULL_TRANSACTION_ATTRIBUTE);
        }
        // <4.3> 否則,將該 TransactionAttribute 物件快取
        else {
            String methodIdentification = ClassUtils.getQualifiedMethodName(method, targetClass);
            if (txAttr instanceof DefaultTransactionAttribute) {
                // 設定方法的描述符(類名.方法名)
                ((DefaultTransactionAttribute) txAttr).setDescriptor(methodIdentification);
            }
            this.attributeCache.put(cacheKey, txAttr);
        }
        // <4.4> 返回這個 TransactionAttribute 物件
        return txAttr;
    }
}

解析過程如下:

  1. Object 內定義的方法跳過
  2. 獲取快取 Key,MethodClassKey 物件,關聯 Method 和 Class 物件
  3. 嘗試從快取中獲取該方法對應的 TransactionAttribute 物件,如果有的話
    1. 如果快取中快取的是一個“空”的 TransactionAttribute 物件,表示沒有相應的 @Transactional 註解,返回 null
    2. 否則,返回快取的 TransactionAttribute 物件
  4. 否則,開始解析方法對應的 @Transactional 註解
    1. 解析該方法或者類上面的 @Transactional 註解,封裝成 RuleBasedTransactionAttribute 物件,優先從方法上面解析該註解,其次從類上解析該註解,沒有的話返回的是 null
    2. 如果是 null,則快取一個“空”的 TransactionAttribute 物件
    3. 否則,將該 TransactionAttribute 物件快取
    4. 返回這個 TransactionAttribute 物件

注意,這裡解析出來的 TransactionAttribute 會進行快取,後續在 TransactionInterceptor(Advice)中無需解析,直接取快取即可

上面第 4.1 步呼叫 computeTransactionAttribute(..) 方法解析 @Transactional 註解,如下:

2. computeTransactionAttribute 方法
// AbstractFallbackTransactionAttributeSource.java
@Nullable
protected TransactionAttribute computeTransactionAttribute(Method method, @Nullable Class<?> targetClass) {
    // Don't allow no-public methods as required.
    // 如果不允許非 public 修飾的方法(預設允許),則判斷是否為 public 修飾,不是的話返回 null
    if (allowPublicMethodsOnly() && !Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
        return null;
    }

    // The method may be on an interface, but we need attributes from the target class.
    // If the target class is null, the method will be unchanged.
    // 獲取方法物件(而不是橋接方法)
    Method specificMethod = AopUtils.getMostSpecificMethod(method, targetClass);

    // First try is the method in the target class.
    // 通過 SpringTransactionAnnotationParser 解析方法上面的 @Transactional 註解
    // 並將註解的元資訊封裝到 RuleBasedTransactionAttribute 中,沒有註解的話返回 null
    TransactionAttribute txAttr = findTransactionAttribute(specificMethod);
    if (txAttr != null) {
        // 存在的話直接返回
        return txAttr;
    }

    // Second try is the transaction attribute on the target class.
    // 如果方法上面沒有,則嘗試解析類上面的 @Transactional 註解
    txAttr = findTransactionAttribute(specificMethod.getDeclaringClass());
    // 存在這個註解,且方法是使用者級別(不是 Spring 內部合成的)
    if (txAttr != null && ClassUtils.isUserLevelMethod(method)) {
        return txAttr;
    }

    // 如果還沒有找到 @Transactional 註解的元資訊,則嘗試從原 Method 物件中查詢
    if (specificMethod != method) {
        // Fallback is to look at the original method.
        // 處理過程如上
        txAttr = findTransactionAttribute(method);
        if (txAttr != null) {
            return txAttr;
        }
        // Last fallback is the class of the original method.
        // 處理過程如上
        txAttr = findTransactionAttribute(method.getDeclaringClass());
        if (txAttr != null && ClassUtils.isUserLevelMethod(method)) {
            return txAttr;
        }
    }

    return null;
}

可以看到,預設情況是隻支援 public 修飾的方法,對於方法和類上面的 @Transactional 註解都是支援的,優先從方法上面解析,其次從所在類上面解析,處理過程都在 findTransactionAttribute(..) 方法中

3. findTransactionAttribute 方法
// AnnotationTransactionAttributeSource.java
@Override
protected TransactionAttribute findTransactionAttribute(Class<?> clazz) {
    // 解析類上面的 @Transactional 註解,並將註解的元資訊封裝到 RuleBasedTransactionAttribute 中
    return determineTransactionAttribute(clazz);
}

@Override
protected TransactionAttribute findTransactionAttribute(Method method) {
    // 解析方法上面的 @Transactional 註解,並將註解的元資訊封裝到 RuleBasedTransactionAttribute 中
    return determineTransactionAttribute(method);
}

protected TransactionAttribute determineTransactionAttribute(AnnotatedElement element) {
    for (TransactionAnnotationParser annotationParser : this.annotationParsers) {
        // 通過 SpringTransactionAnnotationParser 解析 @Transactional 註解
        TransactionAttribute attr = annotationParser.parseTransactionAnnotation(element);
        if (attr != null) {
            return attr;
        }
    }
    return null;
}

通過 SpringTransactionAnnotationParser 解析器進行方法或者類上面的 @Transactional 註解

4. SpringTransactionAnnotationParser
public class SpringTransactionAnnotationParser implements TransactionAnnotationParser, Serializable {

	@Override
	@Nullable
	public TransactionAttribute parseTransactionAnnotation(AnnotatedElement element) {
		// 找到這個方法的 @Transactional 註解
		AnnotationAttributes attributes = AnnotatedElementUtils.findMergedAnnotationAttributes(
				element, Transactional.class, false, false);
		if (attributes != null) {
			// 將 @Transactional 註解的元資訊封裝到 RuleBasedTransactionAttribute 物件中
			return parseTransactionAnnotation(attributes);
		}
		else {
			return null;
		}
	}

	public TransactionAttribute parseTransactionAnnotation(Transactional ann) {
		return parseTransactionAnnotation(AnnotationUtils.getAnnotationAttributes(ann, false, false));
	}

	protected TransactionAttribute parseTransactionAnnotation(AnnotationAttributes attributes) {
		RuleBasedTransactionAttribute rbta = new RuleBasedTransactionAttribute();
		// 事務傳播性
		Propagation propagation = attributes.getEnum("propagation");
		rbta.setPropagationBehavior(propagation.value());
		// 事務隔離級別
		Isolation isolation = attributes.getEnum("isolation");
		rbta.setIsolationLevel(isolation.value());
		// 超時時間
		rbta.setTimeout(attributes.getNumber("timeout").intValue());
		// 是否只讀
		rbta.setReadOnly(attributes.getBoolean("readOnly"));
		// 指定事務管理器
		rbta.setQualifier(attributes.getString("value"));

		List<RollbackRuleAttribute> rollbackRules = new ArrayList<>();
		// 設定接收到哪些 Class 物件(異常)需要回滾
		for (Class<?> rbRule : attributes.getClassArray("rollbackFor")) {
			rollbackRules.add(new RollbackRuleAttribute(rbRule));
		}
		for (String rbRule : attributes.getStringArray("rollbackForClassName")) {
			rollbackRules.add(new RollbackRuleAttribute(rbRule));
		}
		// 設定接收到哪些 Class 物件(異常)不需要回滾
		for (Class<?> rbRule : attributes.getClassArray("noRollbackFor")) {
			rollbackRules.add(new NoRollbackRuleAttribute(rbRule));
		}
		for (String rbRule : attributes.getStringArray("noRollbackForClassName")) {
			rollbackRules.add(new NoRollbackRuleAttribute(rbRule));
		}
		rbta.setRollbackRules(rollbackRules);

		return rbta;
	}
}

解析過程比較簡單,就是將 @Transactional 註解解析成 RuleBasedTransactionAttribute 物件(實現了 TransactionDefinition 介面),設定相關屬性,不存在這個註解的話返回 null

小節

在這個 PointcutAdvisor 切面關聯著一個 Pointcut 切點,為 TransactionAttributeSourcePointcut 物件,內部有一個 AnnotationTransactionAttributeSource 事務屬性資源物件。在這個切點判斷某個方法是否需要進行事務處理時,通過內部的 AnnotationTransactionAttributeSource 物件解析 @Transactional 註解(沒有的話表示不匹配),解析過程需要藉助於 SpringTransactionAnnotationParser 解析器解析 @Transactional 註解,將這個事務定義的一些屬性封裝成一個 RuleBasedTransactionAttribute 事務定義物件(實現了 TransactionDefinition 介面),並快取

TransactionInterceptor 事務攔截處理

通過 Pointcut 事務切點篩選出來的 Bean,會建立一個代理物件,Bean 內部肯定定義了 @Transactional 註解,如果是類上定義的 @Transactional 註解,每個方法都需要進行事務處理。代理物件的事務攔截處理在 TransactionInterceptor 攔截器中,實現了 MethodInterceptor 方法攔截器,也就是實現了 Object invoke(MethodInvocation invocation) 這個方法,一起來看看 TransactionInterceptor 這個類

結構類圖:

死磕Spring之AOP篇 - Spring 事務詳解
// TransactionInterceptor.java
@Override
@Nullable
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
    // 目標類
    Class<?> targetClass = (invocation.getThis() != null ? AopUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) : null);

    // 在事務中執行方法呼叫器
    return invokeWithinTransaction(invocation.getMethod(), targetClass, invocation::proceed);
}

呼叫 invokeWithinTransaction(..) 方法,在事務中執行方法呼叫器,如下:

// TransactionAspectSupport.java
protected Object invokeWithinTransaction(Method method, @Nullable Class<?> targetClass,
        final InvocationCallback invocation) throws Throwable {

    // If the transaction attribute is null, the method is non-transactional.
    TransactionAttributeSource tas = getTransactionAttributeSource();
    // <1> 獲取 `@Transactional` 註解對應的 TransactionAttribute 物件(如果在 AnnotationTransactionAttributeSource 解析過則取快取)
    final TransactionAttribute txAttr = (tas != null ? tas.getTransactionAttribute(method, targetClass) : null);
    // <2> 獲取 PlatformTransactionManager 事務管理器(可以指定,沒有指定則獲取預設的)
    final PlatformTransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr);
    // <3> 獲取方法的唯一標識,預設都是 `類名.方法名`
    final String joinpointIdentification = methodIdentification(method, targetClass, txAttr);

    // <4> 如果已有 `@Transactional` 註解對應的 TransactionAttribute 物件,或者是一個非回撥偏向的事務管理器(預設不是)
    if (txAttr == null || !(tm instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)) {
        // Standard transaction demarcation with getTransaction and commit/rollback calls.
        // <4.1> 建立 TransactionInfo 事務資訊物件,繫結在 ThreadLocal 中
        // 包含一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件
        TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(tm, txAttr, joinpointIdentification);

        Object retVal;
        try {
            // <4.2> 繼續執行方法呼叫器
            retVal = invocation.proceedWithInvocation();
        }
        catch (Throwable ex) {
            // <4.3> 如果捕獲到異常,則在這裡完成事務,進行回滾或者提交
            completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
            throw ex;
        }
        finally {
            // <4.4> `finally` 語句塊,釋放 ThreadLocal 中的 TransactionInfo 物件,設定為上一個事務資訊物件(沒有的話為空)
            cleanupTransactionInfo(txInfo);
        }
        // <4.5> 正常情況,到這裡完成事務
        commitTransactionAfterReturning(txInfo);
        // <4.6> 返回執行結果
        return retVal;
    }
    // <5> 否則,就是支援回撥的事務管理器,程式設計式事務(回撥偏向),暫時忽略
    else {
        // .....
    }
}

整個過程有點複雜,我們一步一步來看

  1. 獲取 @Transactional 註解對應的 TransactionAttribute 物件(如果在 AnnotationTransactionAttributeSource 解析過則取快取),在 Pointcut 事務切點中已經分析過
  2. 獲取 PlatformTransactionManager 事務管理器,需要指定,在 Spring Boot 中預設為 DataSourceTransactionManager
  3. 獲取方法的唯一標識,預設都是 類名.方法名
  4. 如果已有 @Transactional 註解對應的 TransactionAttribute 物件,或者不是一個回撥偏向的事務管理器(預設不是)
    1. 呼叫 createTransactionIfNecessary(..) 方法,建立 TransactionInfo 事務資訊物件(包含一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件),繫結在 ThreadLocal 中
    2. 繼續執行方法呼叫器(執行方法)
    3. 如果捕獲到異常,則在這裡完成事務,進行回滾或者提交,呼叫 completeTransactionAfterThrowing(..) 方法
    4. finally 語句塊,釋放 ThreadLocal 中的 TransactionInfo 物件,設定為上一個事務資訊物件(沒有的話為空)
    5. 正常情況,到這裡完成事務,呼叫 commitTransactionAfterReturning(..) 方法
    6. 返回執行結果
  5. 否則,就是支援回撥的事務管理器,程式設計式事務(回撥偏向),暫時忽略

整個過程的主流程不復雜,我們可以看到上面的第 4 步,可以把這一步分為四個步驟:

  1. 為本地方法的執行建立一個事務,過程比較複雜,可以先理解為需要把 Connection 連線的 autocommit 關閉,然後根據 @Transactional 註解的屬性進行相關設定,例如根據事務的傳播級別判斷是否需要建立一個新的事務
  2. 事務準備好了,那麼繼續執行方法呼叫器,也就是方法的執行
  3. 捕獲到異常,進行回滾,或者提交(異常型別不匹配)
  4. 正常情況,走到這裡就完成事務,呼叫 Connection 的 commit() 方法完成本次事務(不是一定會執行,因為可能是“巢狀事務”或者“邏輯事務”等情況)

接下來,我們一起來看看 Spring 是如何建立一個事務的

1. 建立事務

createTransactionIfNecessary(..) 方法,建立一個事務(如果有必要的話),如下:

// TransactionAspectSupport.java
protected TransactionInfo createTransactionIfNecessary(@Nullable PlatformTransactionManager tm,
        @Nullable TransactionAttribute txAttr, final String joinpointIdentification) {
    // <1> 沒有設定事務名稱,則封裝成一個 DelegatingTransactionAttribute 委託物件,支援返回一個事務名稱(類名.方法名)
    if (txAttr != null && txAttr.getName() == null) {
        txAttr = new DelegatingTransactionAttribute(txAttr) {
            @Override
            public String getName() {
                return joinpointIdentification;
            }
        };
    }
    // <2> 獲取一個 TransactionStatus 物件
    TransactionStatus status = null;
    if (txAttr != null) {
        // <2.1> 如果存在事務管理器
        if (tm != null) {
            // 從事務管理器中獲取一個 TransactionStatus 事務狀態物件(對事務的封裝),該物件包含以下資訊:
            // TransactionDefinition 事務定義、DataSourceTransactionObject 資料來源事務物件(包括 DataSource 和 Connection)、
            // 是否是一個新的事務、是否是一個新的事務同步器、被掛起的事務資源物件
            status = tm.getTransaction(txAttr);
        }
        // <2.2> 否則,跳過
        else { }
    }
    // <3> 建立一個 TransactionInfo 事務資訊物件,並繫結到 ThreadLocal 中
    return prepareTransactionInfo(tm, txAttr, joinpointIdentification, status);
}

過程如下:

  1. 如果沒有設定事務名稱,則封裝成一個 DelegatingTransactionAttribute 委託物件,支援返回一個事務名稱(類名.方法名

  2. 獲取一個 TransactionStatus 物件(對事務的封裝)

    1. 如果存在事務管理器,Spring Boot 中預設為 DataSourceTransactionManager,則通過事務管理器根據 @Transactional 註解獲取一個 TransactionStatus 事務狀態物件,該物件是對事務的封裝,包含了以下資訊:
      • TransactionDefinition 事務定義
      • DataSourceTransactionObject 資料來源事務物件(包括 DataSource 和 Connection)
      • 是否是一個新的事務
      • 是否是一個新的事務同步器
      • 被掛起的事務資源物件(如果有)
    2. 否則,跳過
  3. 建立一個 TransactionInfo 事務資訊物件,並繫結到 ThreadLocal 中,如下:

    // TransactionAspectSupport.java
    protected TransactionInfo prepareTransactionInfo(@Nullable PlatformTransactionManager tm,
            @Nullable TransactionAttribute txAttr, String joinpointIdentification,
            @Nullable TransactionStatus status) {
    
        // <1> 建立一個 TransactionInfo 物件
        TransactionInfo txInfo = new TransactionInfo(tm, txAttr, joinpointIdentification);
        // <2> 如果有 @Transactional 註解的元資訊
        if (txAttr != null) {
            // 設定 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件
            txInfo.newTransactionStatus(status);
        }
        else { }
    
        // We always bind the TransactionInfo to the thread, even if we didn't create
        // a new transaction here. This guarantees that the TransactionInfo stack
        // will be managed correctly even if no transaction was created by this aspect.
        // <3> 將當前 TransactionInfo 物件儲存至 ThreadLocal 中
        txInfo.bindToThread();
        // <4> 返回這個 TransactionInfo 物件
        return txInfo;
    }
    

    可以看到,即使沒有建立事務,也會建立一個 TransactionInfo 物件,並繫結到 ThreadLocal 中

我們繼續看到在上面第 2PlatformTransactionManager 事務管理器是如何建立一個 Spring 事務的

1.1 getTransaction 方法

PlatformTransactionManager 事務管理器介面的類圖:

死磕Spring之AOP篇 - Spring 事務詳解

該介面就定義了三個方法,如下:

public interface PlatformTransactionManager {

	TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition)
			throws TransactionException;
			
	void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;


	void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

三個方法分別對應建立事務,提交,回滾三個操作,關於 Spring 事務也就這三個核心步驟了,我們先來看看 getTransaction(..) 這個方法的實現,如下:

// AbstractPlatformTransactionManager.java
@Override
public final TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition) throws TransactionException {
    // <1> 先從當前事務管理器中獲取 DataSource 物件,然後嘗試以它作為一個 Key 從一個 ThreadLocal 的 Map 中獲取對應的 ConnectionHolder 連線物件
    // 會包裝成一個 DataSourceTransactionObject 物件返回
    Object transaction = doGetTransaction();

    // Cache debug flag to avoid repeated checks.
    boolean debugEnabled = logger.isDebugEnabled();

    // <2> 如果沒有 @Transactional 註解對應的元資訊,則建立一個預設的 TransactionDefinition 物件
    if (definition == null) {
        // Use defaults if no transaction definition given.
        definition = new DefaultTransactionDefinition();
    }

    // <3> 如果上面 `transaction` 資料來源事務物件已有 Connection 連線,且正處於一個事務中,表示當前執行緒已經在一個事務中了
    if (isExistingTransaction(transaction)) {
        // Existing transaction found -> check propagation behavior to find out how to behave.
        // <3.1> 根據 Spring 事務傳播級別進行不同的處理,同時建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件,包含以下資訊:
        // TransactionDefinition 事務定義、DataSourceTransactionObject 資料來源事務物件、
        // 是否需要新建立一個事務、是否需要一個新的事務同步器、被掛起的事務資源物件
        return handleExistingTransaction(definition, transaction, debugEnabled);
    }

    // <4> 否則,當前執行緒沒有事務

    // 超時不能小於預設值
    if (definition.getTimeout() < TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) {
        throw new InvalidTimeoutException("Invalid transaction timeout", definition.getTimeout());
    }

    // <4.1> 如果是 **MANDATORY** 事務傳播級別(當前執行緒已經在一個事務中,則加入該事務,否則丟擲異常),因為當前執行緒沒有事務,此時丟擲異常
    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY) {
        throw new IllegalTransactionStateException(
                "No existing transaction found for transaction marked with propagation 'mandatory'");
    }
    // <4.2> 否則,如果事務傳播級別為 **REQUIRED|REQUIRES_NEW|NESTED**
    else if (
        // 如果當前執行緒已經在一個事務中,則加入該事務,否則新建一個事務(預設)
        definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED ||
        // 無論如何都會建立一個新的事務,如果當前執行緒已經在一個事務中,則掛起當前事務,建立一個新的事務
        definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW ||
        // 執行一個巢狀事務
        definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) 
    {
        // <4.2.1> 建立一個“空”的掛起資源物件
        SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(null);
        try {
            // 是否需要新的事務同步器,預設為 true
            boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);
            // <4.2.2> 建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件,設定相關屬性
            // 這裡 `newTransaction` 引數為 `true`,表示是一個新的事務
            DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus(
                    definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);
            // <4.2.3> 【關鍵】執行 begin 操作,如果沒有 Connection 資料庫連線,則通過 DataSource 建立一個新的連線
            // 設定 Connection 的隔離級別、是否只讀,並執行 Connection#setAutoCommit(false) 方法,不自動提交
            // 同時將 DataSource(資料來源物件)和 ConnectionHolder(資料庫連線持有者)儲存至 ThreadLocal 中
            doBegin(transaction, definition);
            // <4.2.4> 藉助 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器設定相關 ThreadLocal 變數
            prepareSynchronization(status, definition);
            // <4.2.5> 返回上面建立的 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件
            return status;
        } catch (RuntimeException | Error ex) {
            resume(null, suspendedResources);
            throw ex;
        }
    }
    // <4.3> 否則,建立一個“空”的事務狀態物件
    else {
        // Create "empty" transaction: no actual transaction, but potentially synchronization.
        if (definition.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT && logger.isWarnEnabled()) {
            logger.warn("Custom isolation level specified but no actual transaction initiated; " +
                    "isolation level will effectively be ignored: " + definition);
        }
        // 是否需要新的事務同步器,預設為 true
        boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);
        // 建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件,設定相關屬性,這裡也是一個新的事務
        return prepareTransactionStatus(definition, null, true, newSynchronization, debugEnabled, null);
    }
}

整個過程如下:

  1. 先從當前事務管理器中獲取 DataSource 物件,然後嘗試以它作為一個 Key 從一個 ThreadLocal 的 Map 中獲取對應的 ConnectionHolder 連線物件(沒有就是 null),最終包裝成一個 DataSourceTransactionObject 物件返回

    // DataSourceTransactionManager.java
    @Override
    protected Object doGetTransaction() {
        DataSourceTransactionObject txObject = new DataSourceTransactionObject();
        txObject.setSavepointAllowed(isNestedTransactionAllowed());
        // 從事務同步管理器根據 DataSource 獲取 Connection 連線持有者
        // 就是從它的 ThreadLocal 中獲取
        ConnectionHolder conHolder =
                (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(obtainDataSource());
        txObject.setConnectionHolder(conHolder, false);
        return txObject;
    }
    // TransactionSynchronizationManager.java
    /**
     * 事務資源,兩種資料鍵值對
     * 1. 會話工廠和會話,SqlSessionFactory -> SqlSessionHolder
     * 2. 資料來源和連線,DataSource -> ConnectionHolder
     */
    private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources =
            new NamedThreadLocal<>("Transactional resources");
    
  2. 如果沒有 @Transactional 註解對應的元資訊,則建立一個預設的 TransactionDefinition 物件

  3. 如果上面 transaction 資料來源事務物件已有 Connection 連線,且正處於一個事務中,表示當前執行緒已經在一個事務中了

    // DataSourceTransactionManager.java
    @Override
    protected boolean isExistingTransaction(Object transaction) {
        // 獲取這個資料來源事務物件
        DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;
        // 是否已有 Connection 連線,且正處於一個事務中
        return (txObject.hasConnectionHolder() && txObject.getConnectionHolder().isTransactionActive());
    }
    
    1. 呼叫 handleExistingTransaction(..) 方法,根據 Spring 事務傳播級別進行不同的處理,同時建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件並返回
  4. 否則,當前執行緒沒有事務

    1. 如果是 MANDATORY 事務傳播級別(當前執行緒已經在一個事務中,則加入該事務,否則丟擲異常),因為當前執行緒沒有事務,此時丟擲異常
    2. 否則,如果事務傳播級別為 REQUIRED | REQUIRES_NEW | NESTED
      1. 建立一個“空”的被掛起的資源物件
      2. 建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件,設定相關屬性,這裡 newTransaction 引數為 true(記住),表示是一個新的事務
      3. 【關鍵】呼叫 doBegin(..) 方法,執行 begin 操作,如果沒有 Connection 資料庫連線,則通過 DataSource 建立一個新的連線;會設定 Connection 的隔離級別、是否只讀,並執行 Connection#setAutoCommit(false) 方法,不自動提交;同時將 DataSource(資料來源物件)和 ConnectionHolder(資料庫連線持有者)儲存至 ThreadLocal 中
      4. 藉助 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器設定相關 ThreadLocal 變數,例如當前事務的隔離級別、是否只讀、是否處於事務中等
      5. 返回上面建立的 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件
    3. 否則,建立一個“空”的事務狀態物件
      1. 建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件,不使用事務

整個處理過程稍微有點複雜,不過流程非常清晰,當沒有事務時,根據事務的傳播級別決定是否需要建立一個事務,建立過程主要在上面的第 4.2.3 步;當正處於一個事務中時,在 3.1 步,根據事務的傳播級別判斷是否需要建立一個新的事務,或者加入該事務等操作;接下來我們來看看這兩種情況

1.2 doBegin 方法

doBegin(..) 方法,建立一個新的事務,如下:

// AbstractPlatformTransactionManager.java
@Override
protected void doBegin(Object transaction, TransactionDefinition definition) {
    DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;
    Connection con = null;

    try {
        // <1> 如果沒有 Connection 資料庫連線,或者連線處於事務同步狀態
        if (!txObject.hasConnectionHolder() ||
                txObject.getConnectionHolder().isSynchronizedWithTransaction()) {
            // <1.1> 通過 DataSource 建立一個 Connection 資料庫連線
            Connection newCon = obtainDataSource().getConnection();
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Acquired Connection [" + newCon + "] for JDBC transaction");
            }
            // <1.2> 重置 ConnectionHolder 連線持有者,封裝剛建立的資料庫連線
            txObject.setConnectionHolder(new ConnectionHolder(newCon), true);
        }

        // <2> 設定ConnectionHolder 連線持有者處於事務同步中
        txObject.getConnectionHolder().setSynchronizedWithTransaction(true);
        // <3> 獲取 Connection 資料庫連線
        con = txObject.getConnectionHolder().getConnection();

        // <4> 設定 Connection 是否只讀和事務隔離性
        Integer previousIsolationLevel = DataSourceUtils.prepareConnectionForTransaction(con, definition);
        // <5> 儲存之前的事務隔離級別(被掛起的事務)
        txObject.setPreviousIsolationLevel(previousIsolationLevel);

        // Switch to manual commit if necessary. This is very expensive in some JDBC drivers,
        // so we don't want to do it unnecessarily (for example if we've explicitly
        // configured the connection pool to set it already).
        // <6> 將自動提交關閉
        if (con.getAutoCommit()) {
            txObject.setMustRestoreAutoCommit(true);
            if (logger.isDebugEnabled()) {
                logger.debug("Switching JDBC Connection [" + con + "] to manual commit");
            }
            con.setAutoCommit(false);
        }

        // <7> 如果需要強制設定只讀(預設不需要),且連線本身是隻讀的,則這裡提前設定事務的只讀性
        prepareTransactionalConnection(con, definition);
        // <8> 當前 Connection 資料庫連線正處於一個事務中
        txObject.getConnectionHolder().setTransactionActive(true);

        // <9> 設定超時時間
        int timeout = determineTimeout(definition);
        if (timeout != TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) {
            txObject.getConnectionHolder().setTimeoutInSeconds(timeout);
        }

        // Bind the connection holder to the thread.
        // <10> 如果是新的事務,則將 DataSource(資料來源物件)和 ConnectionHolder(資料庫連線持有者)儲存至 ThreadLocal 中
        if (txObject.isNewConnectionHolder()) {
            TransactionSynchronizationManager.bindResource(obtainDataSource(), txObject.getConnectionHolder());
        }
    }
    catch (Throwable ex) {
        if (txObject.isNewConnectionHolder()) {
            DataSourceUtils.releaseConnection(con, obtainDataSource());
            txObject.setConnectionHolder(null, false);
        }
        throw new CannotCreateTransactionException("Could not open JDBC Connection for transaction", ex);
    }
}

過程如下:

  1. 如果沒有 Connection 資料庫連線,或者連線處於事務同步狀態
    1. 通過 DataSource 建立一個 Connection 資料庫連線
    2. 重置 ConnectionHolder 連線持有者,封裝剛建立的資料庫連線
  2. 設定 ConnectionHolder 連線持有者處於事務同步中
  3. 獲取 Connection 資料庫連線,設定是否只讀、事務隔離性、超時時間,並將 autocommit 設定為 fasle,不自動提交
  4. 儲存之前的事務隔離級別(被掛起的事務)
  5. 如果需要強制設定只讀(預設不需要),且連線本身是隻讀的,則這裡提前設定事務的只讀性
  6. 設定當前 ConnectionHolder 資料庫連線正處於一個事務中
  7. 如果是新的事務,則將 DataSource(資料來源物件)和 ConnectionHolder(資料庫連線持有者)儲存至 ThreadLocal 中

整個過程關鍵在於第 3 步將 autocommit 設定為 false,不會自動提交,這樣一來,可以在一個事務中根據行為作出相應的操作,例如出現異常進行回滾,沒有問題則進行提交

接下來我們來看看 Spring 對於當前執行緒正處於一個事務中時,如何進行處理的

1.3 handleExistingTransaction 方法

handleExistingTransaction(..) 方法,處理已存在事務的情況,如下:

// AbstractPlatformTransactionManager.java
private TransactionStatus handleExistingTransaction(
        TransactionDefinition definition, Object transaction, boolean debugEnabled)
        throws TransactionException {

    // <1> 如果是 **NEVER** 事務傳播級別,因為當前執行緒正處於一個事務中,此時丟擲異常
    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER) {
        throw new IllegalTransactionStateException(
                "Existing transaction found for transaction marked with propagation 'never'");
    }

    // <2> 否則,如果是 **NOT_SUPPORTED** 事務傳播級別,因為當前執行緒正處於一個事務中,此時掛起事務
    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED) {
        // <2.1> 事務掛起,也就是從 ThreadLocal 中移除各種物件,並返回一個掛起的資源物件(包含所有被移除的物件)
        Object suspendedResources = suspend(transaction);
        // 是否需要一個建立一個事務同步器(預設為 true)
        boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);
        // <2.2> 建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件,設定相關屬性,包括被掛起的資源
        // 設定 `transaction` 為 null(當前沒有事務),`newTransaction` 為 `false`,表示不是一個新的事務
        // 同時藉助 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器設定相關 ThreadLocal 變數
        return prepareTransactionStatus(
                definition, null, false, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);
    }

    // <3> 否則,如果是 **REQUIRES_NEW** 事務傳播級別(無論如何都會建立一個新的事務),因為當前執行緒正處於一個事務中,此時掛起當前事務,建立一個新的事務
    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW) {
        // <3.1> 事務掛起,也就是從 ThreadLocal 中移除各種物件,並返回一個掛起的資源物件(包含所有被移除的物件)
        SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(transaction);
        try {
            // 是否需要一個建立一個事務同步器(預設為 true)
            boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);
            // <3.2> 建立一個事務狀態物件,設定相關屬性,包括被掛起的資源
            // 設定 `newTransaction` 為 `true`,表示是一個新的事務
            DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus(
                    definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);
            // <3.3> 【關鍵】執行 begin 操作,如果沒有 Connection 資料庫連線,則通過 DataSource 建立一個新的連線
            // 設定 Connection 的隔離級別、是否只讀,並執行 Connection#setAutoCommit(false) 方法,不自動提交
            // 同時將 DataSource(資料來源物件)和 ConnectionHolder(資料庫連線持有者)儲存至 ThreadLocal 中
            doBegin(transaction, definition);
            // <3.4> 藉助 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器設定相關 ThreadLocal 變數
            prepareSynchronization(status, definition);
            // <3.5> 返回上面建立的 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件
            return status;
        }
        catch (RuntimeException | Error beginEx) {
            // 在丟擲異常前喚醒剛才被掛起的資源
            resumeAfterBeginException(transaction, suspendedResources, beginEx);
            throw beginEx;
        }
    }

    // <4> 否則,如果是 **NESTED** 事務傳播級別(執行一個巢狀事務),還是使用當前執行緒的事務,不過設定了儲存點,相當於一個巢狀事務,在 Mysql 中是採用 SAVEPOINT 來實現的
    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) {
        if (!isNestedTransactionAllowed()) {
            throw new NestedTransactionNotSupportedException(
                    "Transaction manager does not allow nested transactions by default - " +
                    "specify 'nestedTransactionAllowed' property with value 'true'");
        }
        // <4.1> 如果支援使用儲存點(預設為 true)
        if (useSavepointForNestedTransaction()) {
            // Create savepoint within existing Spring-managed transaction,
            // through the SavepointManager API implemented by TransactionStatus.
            // Usually uses JDBC 3.0 savepoints. Never activates Spring synchronization.
            // 建立一個事務狀態物件,設定相關屬性,這裡設定了不是一個新的事務,也不是一個新的事務同步器
            DefaultTransactionStatus status =
                    prepareTransactionStatus(definition, transaction, false, false, debugEnabled, null);
            // 建立一個儲存點,呼叫 Connection#setSavepoint(String) 方法
            status.createAndHoldSavepoint();
            return status;
        }
        // <4.2> 否則,例如 JtaTransactionManager(JTA 事務),暫時忽略
        else {
            // Nested transaction through nested begin and commit/rollback calls.
            // Usually only for JTA: Spring synchronization might get activated here
            // in case of a pre-existing JTA transaction.
            boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);
            // 建立一個事務狀態物件,設定相關屬性,這裡設定了是一個新的事務
            DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus(
                    definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, null);
            // 執行 begin 操作,暫時忽略
            doBegin(transaction, definition);
            prepareSynchronization(status, definition);
            return status;
        }
    }

    // Assumably PROPAGATION_SUPPORTS or PROPAGATION_REQUIRED.
    // <5> 走到這裡了,表示就使用當前已存在的事務,例如 **REQUIRED** 傳播級別

    // <6> 判斷定義的 IsolationLevel 和已存在的事務的 IsolationLevel 進行校驗(預設為 false)
    if (isValidateExistingTransaction()) {
        if (definition.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT) {
            Integer currentIsolationLevel = TransactionSynchronizationManager.getCurrentTransactionIsolationLevel();
            if (currentIsolationLevel == null || currentIsolationLevel != definition.getIsolationLevel()) {
                Constants isoConstants = DefaultTransactionDefinition.constants;
                throw new IllegalTransactionStateException("Participating transaction with definition [" +
                        definition + "] specifies isolation level which is incompatible with existing transaction: " +
                        (currentIsolationLevel != null ?
                                isoConstants.toCode(currentIsolationLevel, DefaultTransactionDefinition.PREFIX_ISOLATION) :
                                "(unknown)"));
            }
        }
        if (!definition.isReadOnly()) {
            if (TransactionSynchronizationManager.isCurrentTransactionReadOnly()) {
                throw new IllegalTransactionStateException("Participating transaction with definition [" +
                        definition + "] is not marked as read-only but existing transaction is");
            }
        }
    }
    // 是否是一個新的事務同步器(預設為 true)
    boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);
    // <7> 建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件
    // 設定 `newTransaction` 為 `false`,表示不是一個新的事務
    // 同時藉助 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器設定相關 ThreadLocal 變數
    // 注意這裡用的 `definition` 是當前 `@Transactional` 註解的相關屬性,所以隔離級別等屬性是當前定義的,而不是當前已存在的事務的隔離級別
    return prepareTransactionStatus(definition, transaction, false, newSynchronization, debugEnabled, null);
}

整個過程如下:

  1. 如果是 NEVER 事務傳播級別,因為當前執行緒正處於一個事務中,此時丟擲異常
  2. 否則,如果是 NOT_SUPPORTED 事務傳播級別,因為當前執行緒正處於一個事務中,此時掛起事務,不使用事務
    1. 呼叫 suspend(..) 方法,將當前事務掛起,也就是從 ThreadLocal 中移除各種物件,並返回一個掛起的資源物件(包含所有被移除的物件)
    2. 建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件,設定相關屬性,包括被掛起的資源,會設定 transactionnull不使用事務),同時藉助 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器設定相關 ThreadLocal 變數
  3. 否則,如果是 REQUIRES_NEW 事務傳播級別(無論如何都會建立一個新的事務),因為當前執行緒正處於一個事務中,此時掛起當前事務,建立一個新的事務
    1. 呼叫 suspend(..) 方法,將當前事務掛起,也就是從 ThreadLocal 中移除各種物件,並返回一個掛起的資源物件(包含所有被移除的物件)
    2. 建立一個事務狀態物件,設定相關屬性,包括被掛起的資源,會設定 newTransactiontrue,表示是一個新的事務
    3. 【關鍵】呼叫 doBegin(..) 方法,執行 begin 操作,前面的 1.2 小節已經分析過,不再贅述
    4. 藉助 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器設定相關 ThreadLocal 變數
    5. 返回上面建立的 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件
  4. 否則,如果是 NESTED 事務傳播級別(執行一個巢狀事務),還是使用當前執行緒的事務,不過設定了儲存點,相當於一個巢狀事務,在 Mysql 中是採用 SAVEPOINT 來實現的
    1. 如果支援使用儲存點(預設為 true)
      1. 建立一個事務狀態物件,設定相關屬性,這裡設定了 newTransactionfalse,表示不是一個新的事務
      2. 建立一個儲存點,呼叫 Connection#setSavepoint(String) 方法
      3. 返回上面建立的 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件
    2. 否則,例如 JtaTransactionManager(JTA 事務),暫時忽略
  5. 走到這裡了,表示就使用當前已存在的事務,也就是SUPPORTSREQUIRED 兩種傳播級別
  6. 判斷是否需要對定義的隔離級別和已存在的事務的隔離級別進行校驗(預設為 false
  7. 建立一個 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件,設定 newTransactionfalse,表示不是一個新的事務,還是使用當前事務;同時藉助 TransactionSynchronizationManager 事務同步管理器設定相關 ThreadLocal 變數;注意這裡用的 definition 是當前 @Transactional 註解的相關屬性,所以隔離級別等屬性是當前定義的,而不是當前已存在的事務的隔離級別

整個處理過程並不複雜,其中掛起當前事務會呼叫 suspend(..) 方法,我們一起來看看

1.4 suspend 方法

suspend(..) 方法,如果當前正處於一個事務中,傳播級別為 NOT_SUPPORTED 或者 REQUIRES_NEW,則需要掛起當前事務,然後不使用事務或者建立一個新的事務,如下:

// AbstractPlatformTransactionManager.java
protected final SuspendedResourcesHolder suspend(@Nullable Object transaction) throws TransactionException {
    // <1> 當前執行緒已有 TransactionSynchronization 事務同步器
    if (TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive()) {
            // <1.1> 將當前執行緒的 TransactionSynchronization 全部掛起,也就是從 ThreadLocal 中移除,並返回掛起的物件
        List<TransactionSynchronization> suspendedSynchronizations = doSuspendSynchronization();
        try {
            Object suspendedResources = null;
            if (transaction != null) {
                // <1.2> 掛起事務,也就是從 ThreadLocal 中移除,並返回掛起的 ConnectionHolder 物件
                suspendedResources = doSuspend(transaction);
            }
            // <1.3> 解除繫結當前事務各種屬性,名稱、只讀、隔離級別、是否是真實的事務
            String name = TransactionSynchronizationManager.getCurrentTransactionName();
            TransactionSynchronizationManager.setCurrentTransactionName(null);
            boolean readOnly = TransactionSynchronizationManager.isCurrentTransactionReadOnly();
            TransactionSynchronizationManager.setCurrentTransactionReadOnly(false);
            Integer isolationLevel = TransactionSynchronizationManager.getCurrentTransactionIsolationLevel();
            TransactionSynchronizationManager.setCurrentTransactionIsolationLevel(null);
            boolean wasActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            TransactionSynchronizationManager.setActualTransactionActive(false);
            // <1.4> 返回被掛起的資源物件(對上面被掛起的物件進行封裝)
            return new SuspendedResourcesHolder(
                    suspendedResources, suspendedSynchronizations, name, readOnly, isolationLevel, wasActive);
        }
        catch (RuntimeException | Error ex) {
            // doSuspend failed - original transaction is still active...
            // 在丟擲異常前喚醒剛才被掛起的資源
            doResumeSynchronization(suspendedSynchronizations);
            throw ex;
        }
    }
    // <2> 否則,如果當前資料來源事務物件不為空,則掛起
    else if (transaction != null) {
        // Transaction active but no synchronization active.
        // <2.1> 掛起事務,也就是從 ThreadLocal 中移除,並返回掛起的 ConnectionHolder 物件
        Object suspendedResources = doSuspend(transaction);
        // <2.2> 返回被掛起的資源物件(對上面被掛起的物件進行封裝)
        return new SuspendedResourcesHolder(suspendedResources);
    }
    // <3> 否則,什麼都不用做,返回一個空物件
    else {
        // Neither transaction nor synchronization active.
        return null;
    }
}

掛起當前事務的過程如下:

  1. 如果當前執行緒已有 TransactionSynchronization 事務同步器

    1. 將當前執行緒的 TransactionSynchronization 全部掛起,也就是從 ThreadLocal 中移除,並返回掛起的物件

    2. 掛起事務,也就是從 ThreadLocal 中移除,並返回掛起的 ConnectionHolder 物件

      // DataSourceTransactionManager.java
      @Override
      protected Object doSuspend(Object transaction) {
          DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;
          // 將 Connection 連線持有者置空
          txObject.setConnectionHolder(null);
          // 將 ThreadLocal 中的 DataSource 移除
          return TransactionSynchronizationManager.unbindResource(obtainDataSource());
      }
      
    3. 解除繫結當前事務各種屬性,名稱、只讀、隔離級別、是否是真實的事務

    4. 返回被掛起的資源物件(對上面被掛起的物件進行封裝)

  2. 否則,如果當前資料來源事務物件不為空,則掛起

    1. 掛起事務,和 1.2 步相同
    2. 返回被掛起的資源物件(對上面被掛起的物件進行封裝)
  3. 否則,什麼都不用做,返回一個空物件

可以看到,掛起當前事務就是從 ThreadLocal 中移除相關資源,會將這些資源封裝成一個物件返回,因為後續需要喚醒這些被掛起的資源(重新設定到 ThreadLocal 中)

小節

Spring 建立事務的過程主要分為兩種情況,當前執行緒不處於一個事務中和正處於一個事務中,兩種情況都需要根據事務的傳播級別來做出不同的處理。建立一個事務的核心就是呼叫 Connection#setAutocommit(false) 方法,將自動提交關閉,這樣一來,就可以在一個事務中根據行為作出相應的操作,例如出現異常進行回滾,沒有問題則進行提交

當前執行緒不處於一個事務中:

  • 如果是MANDATORY傳播級別,則丟擲異常
  • 否則,如果是 REQUIRED | REQUIRES_NEW | NESTED 傳播級別,則“建立”一個事務,將資料庫的 commit 設定為 false,此時會設定事務狀態裡面的 newTransaction 屬性 true,表示是一個新的事務
  • 否則,建立一個“空”的事務狀態物件,也就是不使用事務

當前執行緒正處於一個事務中:

  • 如果是NEVER傳播級別,則丟擲異常
  • 否則,如果是NOT_SUPPORTED傳播級別,則將當前事務掛起,然後建立一個“空”的事務狀態物件,也就是不使用事務
  • 否則,如果是REQUIRES_NEW 傳播級別,則將當前事務掛起,然後“建立”一個事務,將資料庫的 commit 設定為 false,此時會設定事務狀態裡面的 newTransaction 屬性 true,表示是一個新的事務;同時還儲存了被掛起的事務相關資源,在本次事務結束後會喚醒它
  • 否則,如果是 NESTED 傳播級別,則沿用當前事務,就是設定事務狀態裡面的 newTransaction 屬性 false,表示不是一個新的事務,不過會呼叫 Connection#setSavepoint(String) 方法建立一個 SAVEPOINT 儲存點,相當於巢狀事務
  • 否則,就是 SUPPORTS | REQUIRED 傳播級別,沿用當前事務,就是設定事務狀態裡面的 newTransaction 屬性 false,表示不是一個新的事務

注意到 DefaultTransactionStatus 事務狀態物件有一個 newTransaction 屬性,通過它可以知道是否是一個新的事務,在後續的 commitrollback 有著關鍵的作用

至此,關於 Spring 建立事務的內容差不多就結束了,接下來我們來看看 Spring 是如何提交一個事務的

2. 提交事務

TransactionInterceptor 事務攔截處理過程中,如果方法的執行過程沒有丟擲異常,那麼此時我們是不是需要呼叫 Connection#commit() 方法,提交本次事務,我們一起來看看 Spring 的處理過程

// TransactionAspectSupport.java
protected void commitTransactionAfterReturning(@Nullable TransactionInfo txInfo) {
    if (txInfo != null && txInfo.getTransactionStatus() != null) {
        // 通過 DataSourceTransactionManager 提交當前事務
        txInfo.getTransactionManager().commit(txInfo.getTransactionStatus());
    }
}

可以看到是通過 DataSourceTransactionManager 提交當前事務

2.1 commit 方法
// AbstractPlatformTransactionManager.java
@Override
public final void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException {
    // <1> 如果事務已完成,此時又提交,則丟擲異常
    if (status.isCompleted()) {
        throw new IllegalTransactionStateException(
                "Transaction is already completed - do not call commit or rollback more than once per transaction");
    }

    DefaultTransactionStatus defStatus = (DefaultTransactionStatus) status;
    // <2> 事務明確標記為回滾
    if (defStatus.isLocalRollbackOnly()) {
        // 進行回滾過程(預料之中)
        processRollback(defStatus, false);
        return;
    }

    // <3> 判斷全域性回滾時是否需要提交(預設不需要),且當前事務為全域性回滾
    // 例如 **REQUIRED** 傳播級別,當已有一個事務時則加入其中,此時如果丟擲異常,則會設定為全域性回滾,那麼當事務進行提交時,對於整個事務都需要回滾
    if (!shouldCommitOnGlobalRollbackOnly() && defStatus.isGlobalRollbackOnly()) {
        // 進行回滾過程(預料之外)
        processRollback(defStatus, true);
        return;
    }

    // <4> 執行提交事務
    processCommit(defStatus);
}

完成事務的過程如下:

  1. 如果事務已完成,此時又提交,則丟擲異常

  2. 事務明確標記為回滾(暫時忽略),則呼叫 processRollback(..) 方法進行“回滾”

  3. 判斷全域性回滾時是否需要提交(預設不需要),且當前事務為全域性回滾,則呼叫 processRollback(..) 方法進行“回滾”

    例如REQUIRED傳播級別,當已有一個事務時則加入其中,此時如果丟擲異常,則會設定為全域性回滾,那麼當事務進行提交時,對於整個事務都需要回滾

  4. 呼叫 processCommit(..) 方法,執行提交事務

可以看到並不一定會“提交”,當標記需要全域性回滾的狀態時會進行“回滾”,這一小節我們重點關注第 4

2.2 processCommit 方法

processCommit(..) 方法,執行事務的提交過程,如下:

// AbstractPlatformTransactionManager.java
private void processCommit(DefaultTransactionStatus status) throws TransactionException {
    try {
        boolean beforeCompletionInvoked = false;
        try {
            boolean unexpectedRollback = false;
            // <1> 進行三個前置操作
            prepareForCommit(status); // <1.1> 在 Spring 中為空方法
            // <1.2> 呼叫 TransactionSynchronization#beforeCommit 方法
            // 例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 會呼叫其 SqlSession#commit() 方法,提交批量操作,重新整理快取
            triggerBeforeCommit(status);
            // <1.3> 呼叫 TransactionSynchronization#beforeCompletion 方法
            // 由 Spring 事務託管,不是真的關閉連線,從 ThreadLocal 中刪除 DataSource 和 ConnectionHolder 的對映關係
            // 例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 中,會從 ThreadLocal 中刪除 SqlSessionFactory 和 SqlSessionHolder 的對映關係,
            // 且呼叫其 SqlSession#close() 方法
            triggerBeforeCompletion(status);
            // <2> 標記三個前置操作已完成
            beforeCompletionInvoked = true;

            // <3> 有儲存點,即巢狀事務
            if (status.hasSavepoint()) {
                unexpectedRollback = status.isGlobalRollbackOnly();
                // <3.1> 釋放儲存點,等外層的事務進行提交
                status.releaseHeldSavepoint();
            }
            // <4> 否則,如果是一個新的事務
            else if (status.isNewTransaction()) {
                unexpectedRollback = status.isGlobalRollbackOnly();
                // <4.1> 提交事務,執行 Connection#commit() 方法
                doCommit(status);
            }
            // <5> 否則,在事務被標記為全域性回滾的情況下是否提前失敗(預設為 false)
            else if (isFailEarlyOnGlobalRollbackOnly()) {
                unexpectedRollback = status.isGlobalRollbackOnly();
            }

            // Throw UnexpectedRollbackException if we have a global rollback-only
            // marker but still didn't get a corresponding exception from commit.
            // 如果全域性標記為僅回滾,但是提交時沒有得到異常,則這裡丟擲異常
            // 目的是需要回滾
            if (unexpectedRollback) {
                throw new UnexpectedRollbackException(
                        "Transaction silently rolled back because it has been marked as rollback-only");
            }
        }
        catch (UnexpectedRollbackException ex) {
            // can only be caused by doCommit
            // 觸發完成後事務同步,狀態為回滾
            triggerAfterCompletion(status, TransactionSynchronization.STATUS_ROLLED_BACK);
            throw ex;
        }
        // 事務異常
        catch (TransactionException ex) {
            // can only be caused by doCommit
            // 提交失敗回滾
            if (isRollbackOnCommitFailure()) {
                doRollbackOnCommitException(status, ex);
            }
            // 觸發完成後回撥,事務同步狀態為未知
            else {
                triggerAfterCompletion(status, TransactionSynchronization.STATUS_UNKNOWN);
            }
            throw ex;
        }
        // 執行時異常或者其它異常
        catch (RuntimeException | Error ex) {
            // 如果上面三個前置步驟未完成,呼叫最後一個前置步驟,即呼叫 TransactionSynchronization#beforeCompletion 方法
            if (!beforeCompletionInvoked) {
                triggerBeforeCompletion(status);
            }
            // 提交異常回滾
            doRollbackOnCommitException(status, ex);
            throw ex;
        }

        // Trigger afterCommit callbacks, with an exception thrown there
        // propagated to callers but the transaction still considered as committed.
        try {
            // <6> 觸發提交後的回撥,呼叫 TransactionSynchronization#afterCommit 方法
            // JMS 會有相關操作,暫時忽略
            triggerAfterCommit(status);
        }
        finally {
            // <7> 觸發完成後的回撥,事務同步狀態為已提交,呼叫 TransactionSynchronization#afterCompletion 方法
            // 例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 中,會從 ThreadLocal 中刪除 SqlSessionFactory 和 SqlSessionHolder 的對映關係,
            // 且呼叫其 SqlSession#close() 方法,解決可能出現的跨執行緒的情況
            triggerAfterCompletion(status, TransactionSynchronization.STATUS_COMMITTED);
        }

    }
    finally {
        // <8> 在完成後清理,清理相關資源,“釋放”連線,喚醒被掛起的資源
        cleanupAfterCompletion(status);
    }
}

提交過程如下:

  1. 進行三個前置操作

    1. 準備工作,在 Spring 中為空方法
    2. 呼叫 TransactionSynchronization#beforeCommit 方法,例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 會呼叫其 SqlSession#commit() 方法,提交批量操作,重新整理快取
    3. 呼叫 TransactionSynchronization#beforeCompletion 方法,由 Spring 事務託管,不是真的關閉連線,從 ThreadLocal 中刪除 DataSource 和 ConnectionHolder 的對映關係;例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 中,會從 ThreadLocal 中刪除 SqlSessionFactory 和 SqlSessionHolder 的對映關係,且呼叫其 SqlSession#close() 方法
  2. 標記三個前置操作已完成

  3. 如果有儲存點,即巢狀事務,則呼叫 Connection#releaseSavepoint(Savepoint) 方法釋放儲存點,等外層的事務進行提交

  4. 否則,如果是一個新的事務,根據之前一直提到的 newTransaction 屬性進行判斷是否是一個新的事務

    1. 提交事務,執行 Connection#commit() 方法

      // DataSourceTransactionManager.java
      @Override
      protected void doCommit(DefaultTransactionStatus status) {
          DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) status.getTransaction();
          Connection con = txObject.getConnectionHolder().getConnection();
          if (status.isDebug()) {
              logger.debug("Committing JDBC transaction on Connection [" + con + "]");
          }
          try {
              con.commit();
          }
          catch (SQLException ex) {
              throw new TransactionSystemException("Could not commit JDBC transaction", ex);
          }
      }
      
  5. 否則,在事務被標記為全域性回滾的情況下是否提前失敗(預設為 false

  6. 觸發提交後的回撥,呼叫 TransactionSynchronization#afterCommit 方法,JMS 會有相關操作,暫時忽略

  7. 觸發完成後的回撥,事務同步狀態為已提交,呼叫 TransactionSynchronization#afterCompletion 方法,例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 中,會從 ThreadLocal 中刪除 SqlSessionFactory 和 SqlSessionHolder 的對映關係,且呼叫其 SqlSession#close() 方法,解決可能出現的跨執行緒的情況

  8. 在完成後清理,清理相關資源,“釋放”連線,喚醒被掛起的資源,如下:

    // AbstractPlatformTransactionManager.java
    private void cleanupAfterCompletion(DefaultTransactionStatus status) {
        // <1> 設定為已完成
        status.setCompleted();
        // <2> 如果是一個新的事務同步器
        if (status.isNewSynchronization()) {
            // 清理事務管理器中的 ThreadLocal 相關資源,包括事務同步器、事務名稱、只讀屬性、隔離級別、真實的事務啟用狀態
            TransactionSynchronizationManager.clear();
        }
        // <3> 如果是一個新的事務
        if (status.isNewTransaction()) {
            // 清理 Connection 資源,例如釋放 Connection 連線,將其引用計數減一(不會真的關閉)
            // 如果這個 `con` 是中途建立的,和 ThreadLocal 中的不一致,則需要關閉
            doCleanupAfterCompletion(status.getTransaction());
        }
        // <4> 如果之前有被掛起的事務,則喚醒
        if (status.getSuspendedResources() != null) {
            Object transaction = (status.hasTransaction() ? status.getTransaction() : null);
            // 喚醒被掛起的事務和資源,重新將 DataSource 和 ConnectionHolder 的對映繫結到 ThreadLocal 中
            // 將之前掛起的相關屬性重新設定到 ThreadLocal 中
            resume(transaction, (SuspendedResourcesHolder) status.getSuspendedResources());
        }
    }
    

整個過程在提交事務的前後會進行相關處理,例如清理資源;對於巢狀事務,這裡會釋放儲存點,等外層的事務進行提交;對於新的事務,這裡會呼叫Connection#commit()方法提交事務;其他情況不會真的提交事務,在這裡僅清理相關資源,喚醒被掛起的資源

3. 回滾事務

TransactionInterceptor 事務攔截處理過程中,如果方法的執行過程丟擲異常,那麼此時我們是不是需要呼叫 Connection#roback() 方法,對本次事務進行回滾,我們一起來看看 Spring 的處理過程

// TransactionAspectSupport.java
protected void completeTransactionAfterThrowing(@Nullable TransactionInfo txInfo, Throwable ex) {
    if (txInfo != null && txInfo.getTransactionStatus() != null) {
        // 如果 @Transactional 配置了需要對那些異常進行回退,則需要判斷丟擲的異常是否匹配
        // 沒有配置的話只處理 RuntimeException 或者 Error 兩種異常
        // <1> 如果異常型別匹配成功,則進行回滾
        if (txInfo.transactionAttribute != null && txInfo.transactionAttribute.rollbackOn(ex)) {
            try {
                // 回滾操作
                // 巢狀事務,回滾到儲存點;否則,新事務,回滾;否則,加入到的一個事務,設定為需要回滾
                txInfo.getTransactionManager().rollback(txInfo.getTransactionStatus());
            }
            catch (TransactionSystemException ex2) {
                logger.error("Application exception overridden by rollback exception", ex);
                ex2.initApplicationException(ex);
                throw ex2;
            }
            catch (RuntimeException | Error ex2) {
                logger.error("Application exception overridden by rollback exception", ex);
                throw ex2;
            }
        }
        // <2> 否則,不需要回滾,提交事務
        else {
            // We don't roll back on this exception.
            // Will still roll back if TransactionStatus.isRollbackOnly() is true.
            try {
                // 提交操作
                txInfo.getTransactionManager().commit(txInfo.getTransactionStatus());
            }
            catch (TransactionSystemException ex2) {
                logger.error("Application exception overridden by commit exception", ex);
                ex2.initApplicationException(ex);
                throw ex2;
            }
            catch (RuntimeException | Error ex2) {
                logger.error("Application exception overridden by commit exception", ex);
                throw ex2;
            }
        }
    }
}

處理異常的過程如下:

  1. 如果異常型別匹配成功,則進行回滾,如果 @Transactional 配置了需要對哪些異常進行回退,則需要判斷丟擲的異常是否匹配,沒有配置的話只處理 RuntimeException 或者 Error 兩種異常
    1. 回滾操作,呼叫 AbstractPlatformTransactionManager#rollback(TransactionStatus) 方法
  2. 否則,異常型別不匹配
    1. 還是進行提交操作, 呼叫 AbstractPlatformTransactionManager#commit(TransactionStatus) 方法,在上面的“提交事務”小節中已經講過

可以看到,出現了異常不一定會回滾,需要異常型別匹配

3.1 rollback 方法
// AbstractPlatformTransactionManager.java
@Override
public final void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException {
   // <1> 如果事務已完成,此時又回滾,則丟擲異常
   if (status.isCompleted()) {
      throw new IllegalTransactionStateException(
            "Transaction is already completed - do not call commit or rollback more than once per transaction");
   }

   DefaultTransactionStatus defStatus = (DefaultTransactionStatus) status;
   // <2> 進行回滾(預料之中)
   processRollback(defStatus, false);
}
3.2 processRollback 方法
// AbstractPlatformTransactionManager.java
private void processRollback(DefaultTransactionStatus status, boolean unexpected) {
    try {
        boolean unexpectedRollback = unexpected;
        try {
            // <1> 呼叫 TransactionSynchronization#beforeCompletion 方法
            // 由 Spring 事務託管,不是真的關閉連線,從 ThreadLocal 中刪除 DataSource 和 ConnectionHolder 的對映關係
            // 例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 中,會從 ThreadLocal 中刪除 SqlSessionFactory 和 SqlSessionHolder 的對映關係,
            // 且呼叫其 SqlSession#close() 方法
            triggerBeforeCompletion(status);

            // <2> 如果有 Savepoint 儲存點
            if (status.hasSavepoint()) {
                // 回滾到儲存點,呼叫 Connection#rollback(Savepoint) 方法
                status.rollbackToHeldSavepoint();
            }
            // <3> 否則,如果是新的事務,例如傳播級別為 **REQUIRED_NEW** 則一定是一個新的事務
            else if (status.isNewTransaction()) {
                // 事務回滾,呼叫 Connection#rollback() 方法
                doRollback(status);
            }
            // <4> 否則,不是新的事務也沒有儲存點,那就是加入到一個已有的事務這種情況,例如 **REQUIRED** 傳播級別,如果已存在一個事務,則加入其中
            else {
                // Participating in larger transaction
                if (status.hasTransaction()) {
                    // 如果已經標記為回滾,或當加入事務失敗時全域性回滾(預設 true)
                    if (status.isLocalRollbackOnly() || isGlobalRollbackOnParticipationFailure()) {
                        // 設定當前 ConnectionHolder#rollbackOnly 為 true
                        // 在這個事務提交的時候進行回滾
                        doSetRollbackOnly(status);
                    }
                    else { }
                }
                else { }
                // Unexpected rollback only matters here if we're asked to fail early
                // 在事務被標記為全域性回滾的情況下是否提前失敗
                // 預設為 false,表示不希望丟擲異常
                if (!isFailEarlyOnGlobalRollbackOnly()) {
                    // 那麼設定 unexpectedRollback 為 false
                    unexpectedRollback = false;
                }
            }
        }
        // 執行時異常或者其它異常
        catch (RuntimeException | Error ex) {
            triggerAfterCompletion(status, TransactionSynchronization.STATUS_UNKNOWN);
            throw ex;
        }

        // 觸發完成後的回撥,事務同步狀態為已提交,呼叫 TransactionSynchronization#afterCompletion 方法
        // 例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 中,會從 ThreadLocal 中刪除 SqlSessionFactory 和 SqlSessionHolder 的對映關係,
        // 且呼叫其 SqlSession#close() 方法,解決可能出現的跨執行緒的情況
        triggerAfterCompletion(status, TransactionSynchronization.STATUS_ROLLED_BACK);

        // Raise UnexpectedRollbackException if we had a global rollback-only marker
        // 通過上面可以看到,通常情況這裡不會丟擲異常
        if (unexpectedRollback) {
            throw new UnexpectedRollbackException(
                    "Transaction rolled back because it has been marked as rollback-only");
        }
    }
    finally {
        // 在完成後清理,清理相關資源,“釋放”連線,喚醒被掛起的資源
        cleanupAfterCompletion(status);
    }
}

回退過程如下:

  1. 呼叫 TransactionSynchronization#beforeCompletion 方法,由 Spring 事務託管,不是真的關閉連線,從 ThreadLocal 中刪除 DataSource 和 ConnectionHolder 的對映關係;例如在 Mybatis-Spring 中的 SqlSessionSynchronization 中,會從 ThreadLocal 中刪除 SqlSessionFactory 和 SqlSessionHolder 的對映關係,且呼叫其 SqlSession#close() 方法

  2. 如果有 Savepoint 儲存點,也就是巢狀事務,則回滾到儲存點,呼叫 Connection#rollback(Savepoint) 方法回滾到儲存點,再呼叫Connection#releaseSavepoint(Savepoint) 方法釋放該儲存點

  3. 否則,如果是新的事務,例如傳播級別為 REQUIRED_NEW 則一定是一個新的事務,則對當前事務進行回滾,呼叫 Connection#rollback() 方法,如下:

    // DataSourceTransactionManager.java
    @Override
    protected void doRollback(DefaultTransactionStatus status) {
        DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) status.getTransaction();
        Connection con = txObject.getConnectionHolder().getConnection();
        try {
            con.rollback();
        }
        catch (SQLException ex) {
            throw new TransactionSystemException("Could not roll back JDBC transaction", ex);
        }
    }
    
  4. 否則,不是新的事務也沒有儲存點,那就是加入到一個已有的事務這種情況,例如 REQUIRED 傳播級別,如果已存在一個事務,則加入其中

    1. 如果已經標記為回滾,或當加入事務失敗時全域性回滾(預設 true),那麼設定 ConnectionHolderrollbackOnlytrue,也就是標記需要全域性回滾,對應到前面“提交事務”的時候會判斷是否標記為全域性回滾,標記了則進行回滾,而不是提交

可以看到,對於預設的REQUIRED事務傳播級別,如果已有一個事務(“物理事務”),則加入到當前事務中(相當於建立了一個“邏輯事務”),當這個“邏輯事務”出現異常時,整個事務(包括外面的“物理事務”)都需要回滾

總結

本文對 Spring 事務做了比較詳細的講解,我們通過 @EnableTransactionManagement 註解驅動整個 Spring 事務模組,此時會往 IoC 注入一個 PointcutAdvisor 事務切面,關聯了一個 TransactionAttributeSourcePointcut(Pointcut)事務切點和一個 TransactionInterceptor(Advice)事務攔截器,關於 Spring AOP 的相關內容對於不熟悉的小夥伴可檢視我前面的一系列文章。

這個 TransactionAttributeSourcePointcut(Pointcut)事務切點,它裡面關聯了一個 AnnotationTransactionAttributeSource 事務屬性資源物件,通過它解析這個方法(或者類)上面的 @Transactional 註解;底層需要藉助 SpringTransactionAnnotationParser 進行解析,解析出一個 TransactionAttribute 事務屬性物件,並快取;沒有解析出對應的 TransactionAttribute 物件也就不會被事務攔截器攔截,否則,需要為這個 Bean 建立一個代理物件。

這個 TransactionInterceptor(Advice)事務攔截器讓方法的執行處於一個事務中(如果定義了 @Transactional 註解,且被 public 修飾符修飾);首先會建立一個事務(如果有必要),最核心就是將資料庫的 commit 設定為 false,不自動提交,在方法執行完後進行提交(或者回滾);事務的攔截處理過程更多的細節可檢視本文全部內容。

擴充

Spirng 事務(Transactions)的底層實現總體上是這樣的:以 @EnableXxx 模組驅動註解驅動整個模組,同時會注入一個 PointcutAdvisor 切面,關聯一個 Pointcut 和一個 Advice 通知;通過 Pointcut 篩選出符合條件的 Bean;然後在 Advice 中進行攔截處理,實現相應的功能。

Spring 快取(Caching)的底層實現和 Spirng 事務(Transactions)整體上差不多,當你對 Spirng 事務(Transactions)的底層瞭解後,你會發現 Spring 快取(Caching)的實現基本是照搬過來的。

Spring 非同步處理(Async)的底層實現和上面兩者類似(原理差不多),不過它沒有直接注入一個 PointcutAdvisor 切面,而是注入了一個 AbstractAdvisingBeanPostProcessor 物件,繼承 ProxyProcessorSupport(AOP 代理配置類),且實現 BeanPostProcessor 介面;在這個物件裡面會關聯一個 AsyncAnnotationAdvisor 切面物件,然後通過實現 BeanPostProcessor 介面在 Spring Bean 的生命週期中的初始化後進行擴充套件,對於符合條件的 Bean 會通過 ProxyFactory 建立一個代理物件;AsyncAnnotationAdvisor 關聯的 Advice 會對方法進行攔截處理,也就是將方法的執行放入一個 Executor 執行緒池中執行,會返回一個 Future 可用於獲取執行結果。

其實你會發現許多的開源框架,對於整合 Spring 的實現都是通過這種方式來實現的(如果需要藉助 Spring AOP)???

至此,關於 Spring IoC、Spring AOP、Spring TX 三個核心模組已經講的差不多了,接下來我們一起來看看 Spring Boot 的相關內容

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