Spring深入 3.事务底层原理分析
2020-01-04 本文已影响0人
香沙小熊
一、数据库的事务的基本特性
事务是区分文件存储系统与Nosql数据库重要特性之一，其存在的意义是为了保证即使在并发情况下也能正确的执行crud操作。怎样才算是正确的呢？这时提出了事务需要保证的四个特性即ACID：
-
A: 原子性(atomicity)
事务中各项操作，要么全做要么全不做，任何一项操作的失败都会导致整个事务的失败； -
C: 一致性(consistency)
事务结束后系统状态是一致的； -
I: 隔离性(isolation)
并发执行的事务彼此无法看到对方的中间状态； -
D: 持久性(durability)
事务完成后所做的改动都会被持久化，即使发生灾难性的失败。
在高并发的情况下，要完全保证其ACID特性是非常困难的，除非把所有的事务串行化执行，但带来的负面的影响将是性能大打折扣。很多时候我们有些业务对事务的要求是不一样的，所以数据库中设计了四种隔离级别，供用户基于业务进行选择。
| 隔离级别 | 脏读（Dirty Read） | 不可重复读（NonRepeatable Read） | 幻读（Phantom Read） |
|---|---|---|---|
| 读未提交（Read uncommitted） | 可能 | 可能 | 可能 |
| 读已提交（Read committed） | 不可能 | 可能 | 可能 |
| 可重复读（Repeatable read） | 不可能 | 不可能 | 可能 |
| 可串行化（SERIALIZABLE） | 不可能 | 不可能 | 不可能 |
脏读 :
一个事务读取到另一事务未提交的更新数据
不可重复读 :
在同一事务中,多次读取同一数据返回的结果有所不同, 换句话说, 后续读取可以读到另一事务已提交的更新数据. 相反, “可重复读”在同一事务中多次读取数据时, 能够保证所读数据一样, 也就是后续读取不能读到另一事务已提交的更新数据。
幻读 :
查询表中一条数据如果不存在就插入一条，并发的时候却发现，里面居然有两条相同的数据。这就幻读的问题。
二、Sring 对事务的支持与使用
知识点：
1.spring 事务相关API说明
2.声明式事务的使用
3.事务传播机制
- spring 事务相关API说明
spring 事务是在数据库事务的基础上进行封装扩展 其主要特性如下：
a.支持原有的数据事务的隔离级别
b.加入了事务传播的概念 提供多个事务的和并或隔离的功能
c.提供声明式事务，让业务代码与事务分离，事务变得更易用。
怎么样去使用Spring事务呢？spring 提供了三个接口供使用事务。分别是：
-
TransactionDefinition
事务定义
image.png
-
PlatformTransactionManager
事务管理
image.png
-
TransactionStatus
事务运行时状态
image.png
基于API实现事务
public class SpringTransactionExample {
private static String url = "jdbc:mysql:///localhost:3306/test";
private static String user = "root";
private static String password = "123456";
public static Connection openConnection() throws ClassNotFoundException, SQLException {
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "123456");
return conn;
}
public static void main(String[] args) {
final DriverManagerDataSource ds = new DriverManagerDataSource(url, user, password);
final TransactionTemplate template = new TransactionTemplate();
template.setTransactionManager(new DataSourceTransactionManager(ds));
template.execute(new TransactionCallback<Object>() {
@Override
public Object doInTransaction(TransactionStatus status) {
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(ds);
Object savePoint = null;
try {
{
// 插入
PreparedStatement prepare = conn.
prepareStatement("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)");
prepare.setString(1, "111");
prepare.setString(2, "aaaa");
prepare.setInt(3, 10000);
prepare.executeUpdate();
}
// 设置保存点
savePoint = status.createSavepoint();
{
// 插入
PreparedStatement prepare = conn.
prepareStatement("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)");
prepare.setString(1, "222");
prepare.setString(2, "bbb");
prepare.setInt(3, 10000);
prepare.executeUpdate();
}
{
// 更新
PreparedStatement prepare = conn.
prepareStatement("UPDATE account SET money= money+1 where user=?");
prepare.setString(1, "asdflkjaf");
Assert.isTrue(prepare.executeUpdate() > 0, "");
}
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
System.out.println("更新失败");
if (savePoint != null) {
status.rollbackToSavepoint(savePoint);
} else {
status.setRollbackOnly();
}
}
return null;
}
});
}
}
输出
更新失败
查询数据库
2、声明示事务
我们前面是通过调用API来实现对事务的控制，这非常的繁琐，与直接操作JDBC事务并没有太多的改善，所以Spring提出了声明示事务，使我们对事务的操作变得非常简单，甚至不需要关心它。
编写服务类
@Transactional
public void addAccount(String name, int initMenoy) {
String accountid = new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmss").format(new Date());
jdbcTemplate.update("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)", accountid, name, initMenoy);
// 人为报错
int i = 1 / 0;
}
l 演示添加 @Transactional 注解和不添加注解的情况。
3、事务传播机制
| 类别 | 事务传播类型 | 说明 |
|---|---|---|
| 支持当前事务 | PROPAGATION_REQUIRED （必须的） |
如果当前没有事务，就新建一个事务，如果已经存在一个事务中，加入到这个事务中。这是最常见的选择。 |
| 支持当前事务 | PROPAGATION_SUPPORTS （支持) |
支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行。 |
| 支持当前事务 | PROPAGATION_MANDATORY （强制） |
使用当前的事务，如果当前没有事务，就抛出异常。 |
| 不支持当前事务 | PROPAGATION_REQUIRES_NEW (隔离) |
新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。 |
| 不支持当前事务 | PROPAGATION_NOT_SUPPORTED (不支持) |
以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。 |
| 不支持当前事务 | PROPAGATION_NEVER (强制非事务) |
以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。 |
| 套事务 | PROPAGATION_NESTED （嵌套事务） |
如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则执行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。 |
常用事务传播机制：
- PROPAGATION_REQUIRED，
这个也是默认的传播机制； - PROPAGATION_NOT_SUPPORTED
可以用于发送提示消息，站内信、短信、邮件提示等。不属于并且不应当影响主体业务逻辑，即使发送失败也不应该对主体业务逻辑回滚。 - PROPAGATION_REQUIRES_NEW
总是新启一个事务，这个传播机制适用于不受父方法事务影响的操作，比如某些业务场景下需要记录业务日志，用于异步反查，那么不管主体业务逻辑是否完成，日志都需要记录下来，不能因为主体业务逻辑报错而丢失日志；
l 演示常用事务的传播机制
用例1:
创建用户时初始化一个帐户，表结构和服务类如下。
| 表结构 | 服务类 | 功能描述 |
|---|---|---|
| user | UserSerivce | 创建用户，并添加帐户 |
| account | AccountService | 添加帐户 |
UserSerivce.createUser(name) 实现代码
@Transactional
public void createUser(String name) {
// 新增用户基本信息
jdbcTemplate.update("INSERT INTO `user` (name) VALUES(?)", name);
//调用accountService添加帐户
accountService.addAccount(name, 10000);
｝
AccountService.addAccount(name,initMoney) 实现代码（方法的最后有一个异常）
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public void addAccount(String name, int initMoney) {
String accountid = new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmss").format(new Date());
jdbcTemplate.update("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)", accountid, name, initMenoy);
// 出现分母为零的异常
int i = 1 / 0;
}
实验预测一：
| createUser | addAccount(异常) | 预测结果 | |
|---|---|---|---|
| 场景一 | 无事务 | required | createUser （成功） addAccount（不成功） |
| 场景二 | required | 无事务 | createUser （不成功） addAccount（不成功） |
| 场景三 | required | not_supported | createUser （不成功） addAccount（成功） |
| 场景四 | required | required_new | createUser （不成功） addAccount（不成功） |
| 场景五 | required(异常移至createUser方法未尾) | required_new | createUser（不成功） addAccount（成功） |
| 场景六 | required(异常移至createUser方法未尾)（addAccount 方法移至createUser方法的同一个类里） | required_new | createUser （不成功） addAccount（不成功） |
三、aop 事务底层实现原理
讲事务原理之前我们先来做一个实验，当场景五的环境改变，把addAccount 方法移至UserService 类下，其它配置和代码不变：
@Override
@Transactional
public void createUser(String name) {
jdbcTemplate.update("INSERT INTO `user` (name) VALUES(?)", name);
addAccount(name, 10000);
// 人为报错
int i = 1 / 0;
}
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void addAccount(String name, int initMoney) {
String accountid = new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmss").format(new Date());
jdbcTemplate.update("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)", accountid, name, initMoney);
}
演示新场景
经过演示我们发现得出的结果与场景五并不 一至，required_new 没有起到其对应的作用。原因在于spring 声明示事务使用动态代理实现，而当调用同一个类的方法时，是会不会走代理逻辑的，自然事务的配置也会失效。
通过一个动态代理的实现来模拟这种场景
UserSerivce proxyUserSerivce = (UserSerivce) Proxy.newProxyInstance(LubanTransaction.class.getClassLoader(),
new Class[]{UserSerivce.class}, new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
try {
System.out.println("开启事务:"+method.getName());
return method.invoke(userSerivce, args);
} finally {
System.out.println("关闭事务:"+method.getName());
}
}
});
proxyUserSerivce.createUser("kpioneer");
当我们调用createUser 方法时 仅打印了 createUser 的事务开启、关闭，并没有打印addAccount 方法的事务开启、关闭，由此可见addAccount 的事务配置是失效的。
如果业务当中上真有这种场景该如何实现呢？
在spring xml中配置 暴露proxy 对象，然后在代码中用AopContext.currentProxy() 就可以获当前代理对象
<!-- 配置暴露proxy -->
<aop:aspectj-autoproxy expose-proxy="true"/>
// 基于代理对象调用创建帐户，事务的配置又生效了
@Transactional
public void createUser(String name) {
// 新增用户基本信息
jdbcTemplate.update("INSERT INTO `user` (name) VALUES(?)", name);
// 暴露proxy 对象 调用accountService添加帐户
((UserSerivce) AopContext.currentProxy()).addAccount(name, 10000);
// 人为报错
int i = 1 / 0;
｝
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void addAccount(String name, int initMoney) {
String accountid = new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmss").format(new Date());
jdbcTemplate.update("insert INTO account (accountName,user,money) VALUES (?,?,?)", accountid, name, initMoney);
}
