【Spring】事務實現原理

shanml發表於2023-11-09
Spring

在使用事務的時候需要新增@EnableTransactionManagement註解來開啟事務，Spring事務底層是透過AOP來實現的，所以啟用事務後，同樣會向容器中注入一個代理物件建立器，AOP使用的是AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，事務使用的是InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator。

  • Advice通知：定義在切點上需要執行什麼樣的操作；

  • PointCut切點：定義在哪些方法上使用通知；

  • Advisor：Advice和Pointcut加起來組成了Advisor，可以看做是對切面的封裝；

在使用AOP時，一般會建立一個切面，裡面包含了切點和通知，事務既然基於AOP實現，所以也會有對應的通知和切點。

事務Advisor

開啟事務時，還會向Spring容器中註冊一個BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor，從名字上可以看出它是一個Advisor，它重點有以下幾個型別的成員變數：

  • Advice（通知）：傳入的實際型別為TransactionInterceptor，它是事務攔截器，實現了Advice介面，這個攔截器就相當於AOP中的通知，在執行目標方法前會進行攔截，進行事務處理；

  • TransactionAttributeSourcePointcut（切點）：它實現了Pointcut和MethodMatcher介面，是一個切點，目標方法是否需要被事務代理就是透過它判斷的；

  • TransactionAttributeSource：傳入的實際型別為AnnotationTransactionAttributeSource，用於解析事務屬性相關配置資訊；

Advisor由Advice和Pointcut組成，現在Advice和Pointcut都已經知道了，接下來就去看看是如何判斷當前Bean是否需要進行事務代理的。

事務底層是透過AOP實現的，所以它的處理邏輯與AOP類似，啟動時會註冊一個後置處理器，在postProcessAfterInitialization方法中判斷是否需要進行代理，邏輯與AOP一致，會獲取所有的Advisor，判斷是否有匹配當前Bean的Advisor，Spring會自動為事務註冊Advisor（BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor），匹配的處理邏輯在TransactionAttributeSourcePointcut切點中實現，是否匹配的判斷條件如下：

  1. 判斷當前Bean的Class是否匹配，具體是透過ClassFilter（TransactionAttributeSourceClassFilter）的matches方法實現的，注意這裡並不是判斷當前Bean所在類上面是否有事務註解，這個條件主要是為了排除一些Spring認為不需要進行事務代理的類，比如某個Bean的類路徑以java.開頭，而我們編寫的類一般不會是以java開頭的，所以這個Bean就會跳過代理，對於我們編寫的Bean，一般不會被這個條件過濾掉，會進行下一個條件判斷；

TransactionAttributeSourceClassFilter是TransactionAttributeSourcePointcut的內部類，裡面有matches方法的實現。

  1. 判斷當前Bean中的方法是否與事務切點匹配，具體是透過MethodMatcher（TransactionAttributeSourcePointcut）的matches方法實現，這裡會獲取當前Bean的所有方法，一個個與事務切點進行匹配，匹配規則如下：

（1）從方法中獲取事務註解相關的設定；
（2）從方法所在類中獲取事務註解相關設定；
（2）如果方法所在的類實現了介面，還會從介面上面解析是否有事務註解相關的配置；

如果我們使用了@Transactional註解對方法或者類進行了配置，就會在這一步解析到相關內容。

如果透過以上方式中的任意一種獲取到了事務相關設定，就會認為當前Bean需要進行事務代理，為其建立代理物件，實現與AOP一致，會為其建立一個AOP代理物件，只不過在執行目標方法時，Spring會透過已經設定好的事務切面進行攔截，也就是BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中的TransactionInterceptor對進行方法攔截，而在AOP中一般是我們自己編寫切面。

事務攔截

上面我們知道對於需要進行事務攔截的Bean，會為其建立代理物件，在執行目標方法的時候，會進入事務攔截器的處理邏輯，主要步驟如下：

  1. 獲取事務管理器；
  2. 建立事務；
  3. 這裡主要是向後執行攔截器鏈，待所有的攔截器都執行完畢之後，執行目標方法；
  4. 捕捉異常，如果出現異常進行回滾；
  5. 提交事務；

事務的建立

事務的建立分為兩部分：

一、 獲取事務

（1）首先獲取事務物件，它是一個抽象方法，資料來源的不同具體的實現類也不同；

以DataSourceTransactionManager為例，它主要是建立了一個資料來源事務物件（DataSourceTransactionObject），然後根據資料來源資訊源獲取當前執行緒繫結的ConnectionHolder物件（如果有的話會獲取到否則獲取為空），ConnectionHolder中存有資料庫連線及事務的活躍狀態，之後會將這個ConnectionHolder設定到資料來源事務物件中，將資料來源事務物件返回；

（2）根據上一步獲取到的事務物件，判斷當前執行緒是否存在事務，如果存在事務需要根據事務傳播行為進行不同的處理；

是否存在事務的判斷方式是透過當前執行緒是否持有資料庫連線（資料來源事務物件中的ConnectionHolder不為空）並且事務處於活躍狀態。

  • 如果事務傳播行為設是PROPAGATION_NEVER，表示不能存在事務，當前存在事務會丟擲異常;
  • 如果事務的傳播行為是PROPAGATION_NOT_SUPPORTED，表示以不使用事務的方式執行，如果當前存在事務，則掛起當前的事務，執行完當前邏輯後（不使用事務）再恢復掛起的事務；
  • 如果事務的傳播行為是PROPAGATION_REQUIRES_NEW，表示每次執行都新建事務，如果當前存在事務需要掛起當前事務，建立一個自己的事務執行之後再恢復掛起的事務；
  • 如果事務的傳播行為是PROPAGATION_NESTED，表示巢狀事務，判斷是否使用儲存點，如果是則使用巢狀事務，否則開啟一個新事務；
  • 其他情況使用當前的事務；

（3）如果當前執行緒不存在事務：

  • 如果事務的傳播行為是PROPAGATION_MANDATORY，它要求必須存在事務，當前不存在事務，會丟擲異常；

  • 如果傳播行為是PROPAGATION_REQUIRED、PROPAGATION_REQUIRES_NEW或者PROPAGATION_NESTED，新建事務；

  • 其他情況建立一個空事務；

新建事務說明之前不存在事務，ConnectionHolder為空，此時會從資料庫連線池中獲取一個連線，設定到ConnectionHolder中，並將當前執行緒對應這個ConnectionHolder與資料來源繫結（底層ThreadLocal實現），上面第（1）步中可以看到會透過資料來源獲取當前執行緒的ConnectionHolder，資料就是在這裡新增的，之後就可以透過這個判斷當前執行緒是否已經存在事務。

二、 預處理事務

主要是進行事務相關資訊的封裝以及事務和執行緒的繫結。

事務回滾

當執行過程中出現異常時，會進行事務回滾，回滾的處理邏輯如下：

  1. 判斷事務是否設定了儲存點，如果設定了將事務回滾到儲存點；
  2. 如果是一個獨立的新事務，直接回滾即可；
  3. 如果既沒有設定儲存點，也不是一個新事務，說明可能處於巢狀事務中，此時只設定回滾狀態rollbackOnly為true，當它的外圍事務進行提交時，如果發現回滾狀態為true，外圍事務則不提交;

資源清理

在事務提交/回滾之後，需要根據情況清理相關的資源以及恢復被掛起的事務，主要有以下操作：

  1. 清除當前執行緒繫結的事務相關資訊；
  2. 清除當前執行緒對應的ConnectionHolder與資料來源的繫結關係及ConnectionHolder自身的清理；
  3. 如果掛起的事務不為空，恢復掛起的事務；

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