Spring系列.事务管理原理简析
Spring的事务管理功能能让我们非常简单地进行事务管理。只需要进行简单的两步配置即可：
step1：开启事务管理功能
@Configuration
//@EnableTransactionManagement注解有以下几个属性
//proxyTargetClass属相：指定事务的AOP是通过JDK动态代理实现，还是CGLIB动态代理实现。true的话是CGLIB，false的话是JDK动态代理
// 需要注意的是这个属性只有在AdviceMode设置成AdviceMode.PROXY的情况下才会生效，加入使用ASPECTJ这AOP框架的话，这个属性就失效了。
// 另外，这个属性的设定可能会影响其他需要动态代理的类。比如说将这个属性设置成true，@Async注解的方法也会使用CGLIB生成代理类。
// 但是总的来说，这个属性的设置不会造成什么负面影响，毕竟JDK动态代理和CGLIB动态代理都能实现我们的需求
//mode属性:Spring提供的AOP功能有两种实现方式，一种是Spring自带的AOP功能，主要靠JDK代理和CGLIB代理实现，另外一种是通过第三方框架ASPECTJ实现。这个选项
// 就是设定Spring用哪种方式提供AOP功能。AdviceMode.PROXY表示用Spring自带的AOP功能，AdviceMode.ASPECTJ表示使用AdviceMode提供AOP功能。
// 需要注意的是Spring自带的AOP功能不支持本地调用的代理功能，也就是说同一个类中的方法互相调用不会“触发”代理方法。如果想让自调用触发代理，可以考虑使用ASPECTJ。
//order属性：表示当一个连接点（方法）被切多次时（也就是说有多个Advice和连接点关联），这些连接点的执行顺序。
@EnableTransactionManagement
public class TxConfig {
}
step2:在需要事务管理的方法上添加@Transactional注解
@Override
@Transactional
public int saveSysUser(SysUser user) {
int i = sysUserMapper.insert(user);
return i;
}
整个使用流程就这么简单。这篇博客就来简单分析下Spring是怎么实现事务管理的。
对事务管理进行AOP的过程
Spring的很多功能都是通过AOP功能实现的，事务管理也是。我们之前的文章分析过Spring基础AOP实现的原理。这边再简单提下Spring实现AOP的原理：
Spring基础的AOP功能的开关是@EnableAspectJAutoProxy，这个注解注册了一个Bean——AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator，这个Bean才是实现AOP功能的关键。
这个Bean实现了InstantiationAwareBeanPostProcessor接口（这个接口是BeanPostProcessor的子接口）。熟悉Spring的读者知道，实BeanPostProcessor接口的Bean
会在其他Bean初始化之前初始，然后在其他Bean初始化的时候，BeanPostProcessor的实现会对这些Bean进行“加工处理”。
这边AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator就承担了加工处理类的角色。这个Bean在其他Bean初始化前后会判断这个Bean中的方法是不是有对应的Advice，如果有的话就会通过动态代理的方式生成动态代理类将通知织入进去。
我们发现开启事务管理的方式和开启AOP功能的方式很像，也是通过Enable注解开启。所以很自然就猜想事务管理是不是也是通过BeanPostProcessor的方式实现的。带着这个猜想去看下@EnableTransactionManagement注解。
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(TransactionManagementConfigurationSelector.class)
public @interface EnableTransactionManagement {
boolean proxyTargetClass() default false;
AdviceMode mode() default AdviceMode.PROXY;
int order() default Ordered.LOWEST_PRECEDENCE;
}
看到上面的代码，我们很自然的会去看TransactionManagementConfigurationSelector的代码。Spring有两种方式提供AOP功能，一种是自带的动态代理的功能，一种是通过ASPECTJ的方式提供。这边主要讨论Spring自带的AOP功能。
protected String[] selectImports(AdviceMode adviceMode) {
switch (adviceMode) {
//用代理的方式实现事务管理的AOP功能
case PROXY:
return new String[] {AutoProxyRegistrar.class.getName(),
ProxyTransactionManagementConfiguration.class.getName()};
case ASPECTJ:
return new String[] {determineTransactionAspectClass()};
default:
return null;
}
}
上面的代码中，我们主要关注PROXY这个case中的方法。这个case中注册了两个类：AutoProxyRegistrar和ProxyTransactionManagementConfiguration。
首先我们来看AutoProxyRegistrar这个类，层层点进入，我们发现这个类最终就是注册了InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator这个类。仔细看InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator
这个类实现的接口的话，你会发现这个类也是BeanPostProcesser系列的类。看到这里，我的直觉是事务管理的AOP过程和Spring基础的AOP功能原理可能是一样的。
再仔细看InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator对BeanPostProcesser系列接口的实现，你会发现都是继承的AbstractAutoProxyCreator。看到这个验证了我之前的想法。
下面是Spring对事务管理进行AOP的过程，你会发现和基础的AOP功能是一套代码。
@Override
public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) {
if (bean != null) {
Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);
if (this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey) != bean) {
return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);
}
}
return bean;
}
protected Object wrapIfNecessary(Object bean, String beanName, Object cacheKey) {
if (StringUtils.hasLength(beanName) && this.targetSourcedBeans.contains(beanName)) {
return bean;
}
if (Boolean.FALSE.equals(this.advisedBeans.get(cacheKey))) {
return bean;
}
if (isInfrastructureClass(bean.getClass()) || shouldSkip(bean.getClass(), beanName)) {
this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
return bean;
}
// Create proxy if we have advice.
// 代码1
// 这边是获取Advice和Advisor的具体代码
Object[] specificInterceptors = getAdvicesAndAdvisorsForBean(bean.getClass(), beanName, null);
if (specificInterceptors != DO_NOT_PROXY) {
this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.TRUE);
//生成代理类
Object proxy = createProxy(
bean.getClass(), beanName, specificInterceptors, new SingletonTargetSource(bean));
this.proxyTypes.put(cacheKey, proxy.getClass());
return proxy;
}
this.advisedBeans.put(cacheKey, Boolean.FALSE);
return bean;
}
再来看看ProxyTransactionManagementConfiguration做了些啥？点进源代码你会发现这个类的功能很简单，就是注册了下面几个事务管理相关的基础Bean。
- BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor；
- TransactionAttributeSource；
- TransactionInterceptor。
事务管理的生效过程
上面的章节中讲了Spring是怎么生成事务相关的AOP代理类的。这边来讲下Spring的事务管理是怎么生效的——怎么开启事务，怎么回滚事务，怎么提交事务，Spring中的事务传播机制是怎么生效的。
这块的代码主要是在TransactionAspectSupport的invokeWithinTransaction方法中（不要问我是怎么找到这段代码的...）。下面讲下这个方法中的几个关键点。
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();
//获取TransactionAttribute，这个类主要是@Transactional注解的配置信息
final TransactionAttribute txAttr = (tas != null ? tas.getTransactionAttribute(method, targetClass) : null);
//确认事务管理器
final TransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr);
if (this.reactiveAdapterRegistry != null && tm instanceof ReactiveTransactionManager) {
ReactiveTransactionSupport txSupport = this.transactionSupportCache.computeIfAbsent(method, key -> {
if (KotlinDetector.isKotlinType(method.getDeclaringClass()) && KotlinDelegate.isSuspend(method)) {
throw new TransactionUsageException(
"Unsupported annotated transaction on suspending function detected: " + method +
". Use TransactionalOperator.transactional extensions instead.");
}
ReactiveAdapter adapter = this.reactiveAdapterRegistry.getAdapter(method.getReturnType());
if (adapter == null) {
throw new IllegalStateException("Cannot apply reactive transaction to non-reactive return type: " +
method.getReturnType());
}
return new ReactiveTransactionSupport(adapter);
});
return txSupport.invokeWithinTransaction(
method, targetClass, invocation, txAttr, (ReactiveTransactionManager) tm);
}
PlatformTransactionManager ptm = asPlatformTransactionManager(tm);
final String joinpointIdentification = methodIdentification(method, targetClass, txAttr);
if (txAttr == null || !(ptm instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)) {
// Standard transaction demarcation with getTransaction and commit/rollback calls.
TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(ptm, txAttr, joinpointIdentification);
Object retVal;
try {
// This is an around advice: Invoke the next interceptor in the chain.
// This will normally result in a target object being invoked.
retVal = invocation.proceedWithInvocation();
}
catch (Throwable ex) {
// target invocation exception
completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
throw ex;
}
finally {
cleanupTransactionInfo(txInfo);
}
if (vavrPresent && VavrDelegate.isVavrTry(retVal)) {
// Set rollback-only in case of Vavr failure matching our rollback rules...
TransactionStatus status = txInfo.getTransactionStatus();
if (status != null && txAttr != null) {
retVal = VavrDelegate.evaluateTryFailure(retVal, txAttr, status);
}
}
commitTransactionAfterReturning(txInfo);
return retVal;
}else {
final ThrowableHolder throwableHolder = new ThrowableHolder();
// It's a CallbackPreferringPlatformTransactionManager: pass a TransactionCallback in.
try {
Object result = ((CallbackPreferringPlatformTransactionManager) ptm).execute(txAttr, status -> {
TransactionInfo txInfo = prepareTransactionInfo(ptm, txAttr, joinpointIdentification, status);
try {
Object retVal = invocation.proceedWithInvocation();
if (vavrPresent && VavrDelegate.isVavrTry(retVal)) {
// Set rollback-only in case of Vavr failure matching our rollback rules...
retVal = VavrDelegate.evaluateTryFailure(retVal, txAttr, status);
}
return retVal;
}
catch (Throwable ex) {
if (txAttr.rollbackOn(ex)) {
// A RuntimeException: will lead to a rollback.
if (ex instanceof RuntimeException) {
throw (RuntimeException) ex;
}
else {
throw new ThrowableHolderException(ex);
}
}
else {
// A normal return value: will lead to a commit.
throwableHolder.throwable = ex;
return null;
}
}
finally {
cleanupTransactionInfo(txInfo);
}
});
// Check result state: It might indicate a Throwable to rethrow.
if (throwableHolder.throwable != null) {
throw throwableHolder.throwable;
}
return result;
}
catch (ThrowableHolderException ex) {
throw ex.getCause();
}
catch (TransactionSystemException ex2) {
if (throwableHolder.throwable != null) {
logger.error("Application exception overridden by commit exception", throwableHolder.throwable);
ex2.initApplicationException(throwableHolder.throwable);
}
throw ex2;
}
catch (Throwable ex2) {
if (throwableHolder.throwable != null) {
logger.error("Application exception overridden by commit exception", throwableHolder.throwable);
}
throw ex2;
}
}
}
事务操作的主要代码都在这个方法中，要详细将这个方法能写很多内容。这边就不详细展开了，大家感兴趣的可以仔细研究下这个方法。
重要类总结
- InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator：事务管理AOP注册
- BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor：Spring事务管理基础Bean
- TransactionAttributeSource：Spring事务管理基础Bean
- TransactionInterceptor：Spring事务管理基础Bean
- TransactionAspectSupport的invokeWithinTransaction方法：事务处理的主要方法
相关注解
如果你仔细看过Spring的相关源代码，会发现Spring的Enable系列的注解都是上面的“套路”，熟悉了@EnableTransactionManagement注解生效的原理，其他注解都是类似的生效规则。比如
- @EnableAsync
- @EnableScheduling
希望大家能做到触类旁通。
人生的主旋律其实是苦难，快乐才是稀缺资源。在困难中寻找快乐，才显得珍贵~
