一文掌握Spring事务的基本使用

1 依赖

Spring事务的实际源码在spring-tx中：

<dependency>
   <groupId>org.springframework</groupId>
   <artifactId>spring-tx</artifactId>
</dependency>

在Spring体系中，通常ORM框架内部都会直接引用spring-tx。因此，我们不必额外手动引入。
例如，我们需要使用Mybatis作为数据库访问层，只需要引入如下依赖：

<dependency>  
    <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>  
    <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>

mybatis-spring-boot-starter内部会引入spring-tx：

2 基础理论

2.1 事务

在实际业务场景中，可能需要对数据库进行多次操作，但是这些操作在逻辑上是一个整体。

事务（Transaction）的作用就是保证这些操作在执行过程中的整体性，要么同时成功，要么同时失败。

举个最典型的例子，存在账务表tb_account：

id	name	money
1	zhangsan	100
2	lisi	100

如果zhangsan向lisi转账50元，需要执行如下SQL（暂时不考虑账户为负的问题）：

UPDATE tb_account SET money = (money - 50) WHERE id = 1;
UPDATE tb_account SET money = (money + 50) WHERE id = 2;

正常情况下，zhangsan的账户会变为50，lisi的账户会变为150。

但是在处理过程中出现了异常，第一条SQL执行成功，而第二个条SQL执行失败，就会变成zhangsan的账户为50，而lisi的账户仍为100。

如果使用事务对这两条SQL进行管理，那么在上述异常情况下，第二条SQL执行失败后，第一条SQL会回滚。因此zhangsan和lisi的账户会恢复成初始状态100。

2.2 Spring中事务的配置

Spring中对事务的配置位于org.springframework.transaction.TransactionDefinition，可以分为事务隔离级别、事务传播行为和其他三类。

需要注意的是，这些配置本质上是底层数据库所具有的功能，Spring只是将对应的参数传递给数据库进行执行。

2.2.1 事务隔离级别

事务隔离级别指的是：多个事务对同一个数据的可见性。

我们先考虑一个问题：什么情况下会存在多个事务对同一个数据进行操作？

高并发情况下，多个请求在同一时间内对同一数据进行操作。
大事务情况下，上一个事务还没有提交，下一个事务就开始对同一个数据进行操作。

事务隔离级别在数据库底层通常是使用锁实现的。

因此，在选择事务隔离级别时，我们需要综合考虑系统的并发程度、事务的大小以及SQL对锁的影响。

事务的隔离级别分为4个层次，它们的值与java.sql.Connection.TRANSACTION_Xxx一一对应。

1 读未提交

读未提交（TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED）：后一个事务可以读取前一个事务还未提交的数据。

该级别允许后一个事务读取前一个事务修改但还未提交的数据（即读取所有已修改的数据），由于前一个事务可能会被回滚，因此可能会出现脏读、不可重复读和幻读的问题。

脏读：

后一个事务读取前一个事务修改但未提交内容（B）。
前一个事务回滚后，该数据恢复初始值（A）。
但是后一个事务已经读取到了错误的数据（B）。

不可重复读：

前一个事务修改该数据（B）。
后一个事务读取该数据（B）。
前一个事务回滚后，该数据恢复初始值（A）。
后一个事务再次读取该数据时，发现前后不一致（A）。

幻读：

前一个事务插入了一个新数据。
后一个事务读取到新数据。
前一个事务回滚后，新数据被删除。
后一个事务再次读取时，发现新数据不存在。

2 读已提交

读已提交（TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED）：后一个事务只可以读取SQL执行前，前一个事务已提交的数据。

该级别只允许读取自身事务范围中已提交的数据，解决了脏读问题。

它可以读取当前事务启动后，SQL执行前，前一个事务已提交的数据，可能会出现不可重复读问题。

它没有限制自身事务外的未提交数据（如插入新的数据），可能会出现幻读的问题。

不可重复读：

后一个事务读取数据（A）。
前一个事务修改并提交该数据（B）。
后一个事务再次读取该数据时，发现前后不一致（B）。

幻读：

前一个事务插入了一个新数据。
后一个事务读取到新数据。
前一个事务回滚后，新数据被删除。
后一个事务再次读取时，发现新数据不存在。

3 可重复读

可重复读（TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ）：后一个事务只可以查询到事务启动前，前一个事务已提交的数据。

它主要是对读取数据的版本进行控制，用于解决不可重复读问题。

它没有限制自身事务外的未提交数据（如插入新的数据），仍可能会出现幻读的问题。

不可重复读：

后一个事务开启事务。
后一个事务读取数据（A）。
前一个事务修改并提交该数据（B）。
后一个事务再次读取该数据，获取的是当前事务版本的数据（A）。

幻读：

前一个事务插入了一个新数据。
后一个事务读取到新数据。
前一个事务回滚后，新数据被删除。
后一个事务再次读取时，发现新数据不存在。

4 串行化

串行化（TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE）：所有事务按顺序执行。

由于不存在事务间的交叉执行，因此脏读、不可重复读和幻读问题都不存在。

这个级别的并发程度也最低，一般只有对数据要求极高的情况下使用，比如银行转账。

5 默认级别

上述4个级别都是数据库实际支持的，而默认级别（TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT）是Spring在没有显示指定事务隔离级别情况下的配置，它会取底层数据库的默认级别。

例如，MySQL的InnoDB存储引擎的默认事务隔离级别是可重复读。

2.2.2 事务传播行为

事务传播行为指的是：多个事务嵌套执行时的行为，例如内层事务加入外层事务，或者内层事务新起事务。

1 TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED

总是需要有一个事务：

如果当前已存在事务，则加入。
如果当前不存在事务，则新建一个事务。

2 TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS

支持存在事务，也支持不存在事务：

如果当前已存在事务，则加入。
如果当前不存在事务，就不需要事务。

3 TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY

强制要求当前存在事务，不存在会抛出异常。

4 TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW

总是要求创建新的事务。如果当前存在事务，会将当前事务暂定。

5 TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED

不支持事务。如果当前存在事务，会将当前事务暂定。

6 TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER

永远不支持事务。如果当前存在事务，会抛出异常。

7 TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED

支持嵌套事务：

如果当前已存在事务，作为嵌套事务执行。
如果当前不存在事务，则新建一个事务。

2.2.3 其他

1 timeout

表示事务执行的过期时间，只有在事务隔离级别为PROPAGATION_REQUIRED和PROPAGATION_REQUIRES_NEW时起作用。

如果事务管理器不支持设置过期时间，会抛出异常。

2 readOnly

是否优化为只读事务。

3 rollbackFor、rollbackForClassName

指定在抛出什么异常才会进行回滚。

4 noRollbackFor、noRollbackForClassName

指定在抛出什么异常时不会进行回滚。

3 声明式事务

声明式事务的使用方法很简单，只需要在Spring管理的bean中添加@Transactional注解。

该注解可以直接标注在类上，表示整个类中的所有方法都会使用事务进行管理：

@Service  
@Transactional
public class TransactionServiceImpl implements ITransactionService {  
    @Override    
    public void test() {  
        System.out.println("test transaction");  
    }  
}

该注解也可以标注在方法上，表示只有该方法会使用事务进行管理：

@Service  
public class TransactionServiceImpl implements ITransactionService {  
    @Transactional  
    @Override    
    public void test() {  
        System.out.println("test transaction");  
    }  
}

通过@Transactional注解的各个属性可以对事务进行配置：

声明式注解是通过AOP实现的，Spring会在启动时为指定方法添加切面，用于处理创建事务、提交事务和回滚事务等操作。

在使用声明式注解时要注意一些问题。

@Transactional可以标注在接口上，或者接口的方法上。但是由于AOP可能是通过JDK动态代理，也可能通过CGLIB动态代理，无法保证一定能获取接口中的注解信息。因此，推荐始终在实现类上进行标注。

具有事务功能的方法实际上是代理后的方法。在使用this调用其他方法时，调用的实际代理前的方法。为了调用到代理方法，可以注入自身进行调用，也可以将方法移到其他类进行调用。

默认情况下，@Transactional只会对RuntimeException类型的异常进行回滚。如果遇到了奇怪的不回滚问题，可以从这方面考虑。

4 编程式事务

Spring支持使用TransactionTemplate、TransactionalOperator和TransactionManager实现类进行编程式事务。

由于TransactionalOperator针对reactive模式下的事务管理，平常很少用到，这里不进行介绍。感兴趣可以查看官方文档。

4.1 TransactionTemplate

在Spring Boot中，初始化时会自动创建TransactionTemplate，我们在使用时直接引入即可。

4.1.1 基本使用

TransactionTemplate通过execute()方法执行业务方法。它是一个模板方法，会在事务管理中插入执行我们定义的回调方法。

对于有返回值的情况，需要使用TransactionCallback回调：

@Service  
public class TransactionServiceImpl implements ITransactionService {  
    @Autowired  
    private TransactionTemplate transactionTemplate;  
    public Object testTransactionCallback() {  
        return transactionTemplate.execute(new TransactionCallback<Object>() {  
            @Override  
            public Object doInTransaction(TransactionStatus status) {  
                // 业务方法  
                return null; // 业务返回值  
            }  
        });  
    }  
}

对于没有返回值的情况，需要使用TransactionCallbackWithoutResult回调：

@Service  
public class TransactionServiceImpl implements ITransactionService {  
    @Autowired  
    private TransactionTemplate transactionTemplate;  
    public void testTransactionCallbackWithoutResult() {  
        transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {  
            @Override  
            protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {  
                // 业务方法  
            }  
        });  
    }  
}

4.1.2 设置事务配置

Spring Boot为我们创建的TransactionTemplate采取的事务配置都是默认值，如果需要使用自定义配置的TransactionTemplate，可以手动创建：

@Configuration  
public class TransactionConfig {  
    @Bean  
    public TransactionTemplate myTransactionTemplate(PlatformTransactionManager platformTransactionManager) {  
        TransactionTemplate myTransactionTemplate = new TransactionTemplate(platformTransactionManager);  
        // 自定义事务配置  
        myTransactionTemplate.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE);  
        return myTransactionTemplate;  
    }  
}

在使用时，指定需要使用的即可：

@Autowired  
@Qualifier("myTransactionTemplate")  
private TransactionTemplate transactionTemplate;

4.1.3 指定回滚异常

Spring Boot为我们创建的TransactionTemplate，默认会回滚RuntimeException、Error和Throwable。

如果需要指定回滚的异常，可以手动进行回滚：

public void testRollback() {  
    transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {  
        @Override  
        protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {  
            try {  
                // 业务方法  
            } catch (Exception e) {  
                // 手动回滚  
                status.setRollbackOnly();  
            }  
        }  
    });  
}

4.2 TransactionManager实现类

TransactionManager是Spring事务管理的底层核心。

针对不同的模式，可以使用不同的实现类，我们这里讲解的是日常使用最多的PlatformTransactionManager。

在Spring Boot中，初始化时会自动创建PlatformTransactionManager，我们在使用时直接引入即可。

使用PlatformTransactionManager管理事务的方式和JDBC方式类似：

public void testPlatformTransactionManager() {  
    // 事务配置  
    DefaultTransactionDefinition transactionDefinition = new DefaultTransactionDefinition();  
    transactionDefinition.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ);  
    // 创建事务  
    TransactionStatus transaction = platformTransactionManager.getTransaction(transactionDefinition);  
    // 执行业务方法  
    try {  
        // 执行业务方法  
    } catch (Exception e) {  
        // 回滚事务  
        platformTransactionManager.rollback(transaction);  
        throw e;  
    }  
    // 提交事务  
    platformTransactionManager.commit(transaction);  
}

以上总结了Spring事务的基本使用，由于事务是数据库层面的概念，要深入掌握和灵活运用，需要深入学习数据库相关知识。

对于Spring事务的底层知识，可以查看后续文章、官方文档或者是底层源码。

posted @ 2023-01-07 22:40 Xianuii 阅读(586) 评论(1) 编辑收藏举报

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Xianhuii

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1 依赖

2 基础理论

2.1 事务

2.2 Spring中事务的配置

2.2.1 事务隔离级别

1 读未提交

2 读已提交

3 可重复读

4 串行化

5 默认级别

2.2.2 事务传播行为

1 TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED

2 TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS

3 TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY

4 TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW

5 TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED

6 TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER

7 TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED

2.2.3 其他

1 timeout

2 readOnly

3 rollbackFor、rollbackForClassName

4 noRollbackFor、noRollbackForClassName

3 声明式事务

4 编程式事务

4.1 TransactionTemplate

4.1.1 基本使用

4.1.2 设置事务配置

4.1.3 指定回滚异常

4.2 TransactionManager实现类