Spring事务的原理分析是怎样的

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这期内容当中丸趣 TV 小编将会给大家带来有关 Spring 事务的原理分析是怎样的,文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述,阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。

Spring 事务的基本原理

Spring 事务的本质其实就是数据库对事务的支持,没有数据库的事务支持,spring 是无法提供事务功能的。对于纯 JDBC 操作数据库,想要用到事务,可以按照以下步骤进行:

  获取连接 Connection con = DriverManager.getConnection()

  开启事务 con.setAutoCommit(true/false);

  执行 CRUD

  提交事务 / 回滚事务 con.commit() / con.rollback();

  关闭连接 conn.close();

使用 Spring 的事务管理功能后,我们可以不再写步骤 2 和 4 的代码,而是由 Spirng 自动完成。那么 Spring 是如何在我们书写的 CRUD 之前和之后开启事务和关闭事务的呢?解决这个问题,也就可以从整体上理解 Spring 的事务管理实现原理了。

下面简单地介绍下,注解方式为例子

  配置文件开启注解驱动,在相关的类和方法上通过注解 @Transactional 标识。

 spring 在启动的时候会去解析生成相关的 bean,这时候会查看拥有相关注解的类和方法,并且为这些类和方法生成代理,并根据 @Transaction 的相关参数进行相关配置注入,这样就在代理中为我们把相关的事务处理掉了(开启正常提交事务,异常回滚事务)。

    3.  真正的数据库层的事务提交和回滚是通过 binlog 或者 redo log 实现的。

Spring 的事务机制

所有的数据访问技术都有事务处理机制,这些技术提供了 API 用来开启事务、提交事务来完成数据操作,或者在发生错误的时候回滚数据。

而 Spring 的事务机制是用统一的机制来处理不同数据访问技术的事务处理。Spring 的事务机制提供了一个 PlatformTransactionManager 接口,不同的数据访问技术的事务使用不同的接口实现,如表所示。

数据访问技术及实现

在程序中定义事务管理器的代码如下:

@Bean public PlatformTransactionManager transactionManager() { JpaTransactionManager transactionManager = new JpaTransactionManager(); transactionManager.setDataSource(dataSource()); return transactionManager; }

声明式事务

Spring 支持声明式事务,即使用注解来选择需要使用事务的方法,它使用 @Transactional 注解在方法上表明该方法需要事务支持。这是一个基于 AOP 的实现操作。

@Transactional public void saveSomething(Long id, String name) { // 数据库操作  }

在此处需要特别注意的是,此 @Transactional 注解来自 org.springframework.transaction.annotation 包,而不是 javax.transaction。

AOP 代理的两种实现:

 jdk 是代理接口,私有方法必然不会存在在接口里,所以就不会被拦截到;

 cglib 是子类,private 的方法照样不会出现在子类里,也不能被拦截。

Java 动态代理。

具体有如下四步骤:

鸿蒙官方战略合作共建——HarmonyOS 技术社区

  通过实现 InvocationHandler 接口创建自己的调用处理器;

  通过为 Proxy 类指定 ClassLoader 对象和一组 interface 来创建动态代理类;

  通过反射机制获得动态代理类的构造函数,其唯一参数类型是调用处理器接口类型;

  通过构造函数创建动态代理类实例,构造时调用处理器对象作为参数被传入。

GCLIB 代理

cglib(Code Generation Library)是一个强大的, 高性能, 高质量的 Code 生成类库。它可以在运行期扩展 Java 类与实现 Java 接口。

 cglib 封装了 asm,可以在运行期动态生成新的 class(子类)。

 cglib 用于 AOP,jdk 中的 proxy 必须基于接口,cglib 却没有这个限制。

原理区别:

java 动态代理是利用反射机制生成一个实现代理接口的匿名类,在调用具体方法前调用 InvokeHandler 来处理。而 cglib 动态代理是利用 asm 开源包,对代理对象类的 class 文件加载进来,通过修改其字节码生成子类来处理。

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  如果目标对象实现了接口,默认情况下会采用 JDK 的动态代理实现 AOP

  如果目标对象实现了接口,可以强制使用 CGLIB 实现 AOP

  如果目标对象没有实现了接口,必须采用 CGLIB 库,spring 会自动在 JDK 动态代理和 CGLIB 之间转换

如果是类内部方法直接不是走代理,这个时候可以通过维护一个自身实例的代理。

@Service public class PersonServiceImpl implements PersonService { @Autowired PersonRepository personRepository; //  注入自身代理对象,在本类内部方法调用事务的传递性才会生效  @Autowired PersonService selfProxyPersonService; /** *  测试事务的传递性  * * @param person * @return */ @Transactional public Person save(Person person) { Person p = personRepository.save(person); try { //  新开事务   独立回滚  selfProxyPersonService.delete(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } try { //  使用当前事务   全部回滚  selfProxyPersonService.save2(person); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } personRepository.save(person); return p; } @Transactional public void save2(Person person) { personRepository.save(person); throw new RuntimeException(); } @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW) public void delete() { personRepository.delete(1L); throw new RuntimeException(); } }

Spring 事务的传播属性

所谓 spring 事务的传播属性,就是定义在存在多个事务同时存在的时候,spring 应该如何处理这些事务的行为。这些属性在 TransactionDefinition 中定义,具体常量的解释见下表:

数据库隔离级别

脏读:一事务对数据进行了增删改,但未提交,另一事务可以读取到未提交的数据。如果第一个事务这时候回滚了,那么第二个事务就读到了脏数据。

不可重复读:一个事务中发生了两次读操作,第一次读操作和第二次操作之间,另外一个事务对数据进行了修改,这时候两次读取的数据是不一致的。

幻读:第一个事务对一定范围的数据进行批量修改,第二个事务在这个范围增加一条数据,这时候第一个事务就会丢失对新增数据的修改。

总结:

隔离级别越高,越能保证数据的完整性和一致性,但是对并发性能的影响也越大。

大多数的数据库默认隔离级别为 Read Commited,比如 SqlServer、Oracle

少数数据库默认隔离级别为:Repeatable Read 比如:MySQL InnoDB

Spring 中的隔离级别

事务的嵌套

通过上面的理论知识的铺垫,我们大致知道了数据库事务和 spring 事务的一些属性和特点,接下来我们通过分析一些嵌套事务的场景,来深入理解 spring 事务传播的机制。

假设外层事务 Service A 的 Method A() 调用 内层 Service B 的 Method B()

PROPAGATION_REQUIRED(spring 默认)

如果 ServiceB.methodB() 的事务级别定义为 PROPAGATION_REQUIRED,那么执行 ServiceA.methodA() 的时候 spring 已经起了事务,这时调用 ServiceB.methodB(),ServiceB.methodB() 看到自己已经运行在 ServiceA.methodA() 的事务内部,就不再起新的事务。

假如 ServiceB.methodB() 运行的时候发现自己没有在事务中,他就会为自己分配一个事务。

这样,在 ServiceA.methodA() 或者在 ServiceB.methodB() 内的任何地方出现异常,事务都会被回滚。

PROPAGATION_REQUIRES_NEW

比如我们设计 ServiceA.methodA() 的事务级别为 PROPAGATION_REQUIRED,ServiceB.methodB() 的事务级别为 PROPAGATION_REQUIRES_NEW。

那么当执行到 ServiceB.methodB() 的时候,ServiceA.methodA() 所在的事务就会挂起,ServiceB.methodB() 会起一个新的事务,等待 ServiceB.methodB() 的事务完成以后,它才继续执行。

他与 PROPAGATION_REQUIRED 的事务区别在于事务的回滚程度了。因为 ServiceB.methodB() 是新起一个事务,那么就是存在两个不同的事务。如果 ServiceB.methodB() 已经提交,那么 ServiceA.methodA() 失败回滚,ServiceB.methodB() 是不会回滚的。如果 ServiceB.methodB() 失败回滚,如果他抛出的异常被 ServiceA.methodA() 捕获,ServiceA.methodA() 事务仍然可能提交(主要看 B 抛出的异常是不是 A 会回滚的异常)。

PROPAGATION_SUPPORTS

假设 ServiceB.methodB() 的事务级别为 PROPAGATION_SUPPORTS,那么当执行到 ServiceB.methodB()时,如果发现 ServiceA.methodA()已经开启了一个事务,则加入当前的事务,如果发现 ServiceA.methodA()没有开启事务,则自己也不开启事务。这种时候,内部方法的事务性完全依赖于最外层的事务。

PROPAGATION_NESTED

现在的情况就变得比较复杂了, ServiceB.methodB() 的事务属性被配置为 PROPAGATION_NESTED, 此时两者之间又将如何协作呢? ServiceB#methodB 如果 rollback, 那么内部事务(即 ServiceB#methodB) 将回滚到它执行前的 SavePoint 而外部事务(即 ServiceA#methodA) 可以有以下两种处理方式:

a、捕获异常,执行异常分支逻辑

void methodA() { try { ServiceB.methodB(); } catch (SomeException) { //  执行其他业务,  如  ServiceC.methodC(); } }

这种方式也是嵌套事务最有价值的地方, 它起到了分支执行的效果, 如果 ServiceB.methodB 失败, 那么执行 ServiceC.methodC(), 而 ServiceB.methodB 已经回滚到它执行之前的 SavePoint, 所以不会产生脏数据(相当于此方法从未执行过), 这种特性可以用在某些特殊的业务中, 而 PROPAGATION_REQUIRED 和 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 都没有办法做到这一点。

b、外部事务回滚 / 提交 代码不做任何修改,那么如果内部事务(ServiceB#methodB) rollback, 那么首先 ServiceB.methodB 回滚到它执行之前的 SavePoint(在任何情况下都会如此), 外部事务(即 ServiceA#methodA) 将根据具体的配置决定自己是 commit 还是 rollback

另外三种事务传播属性基本用不到,在此不做分析。

总结

对于项目中需要使用到事务的地方,我建议开发者还是使用 spring 的 TransactionCallback 接口来实现事务,不要盲目使用 spring 事务注解,如果一定要使用注解,那么一定要对 spring 事务的传播机制和隔离级别有个详细的了解,否则很可能发生意想不到的效果。

Spring Boot 对事务的支持

通过 org.springframework.boot.autoconfigure.transaction.TransactionAutoConfiguration 类。我们可以看出 Spring Boot 自动开启了对注解事务的支持 Spring

只读事务(@Transactional(readOnly = true))的一些概念

概念:

从这一点设置的时间点开始(时间点 a)到这个事务结束的过程中,其他事务所提交的数据,该事务将看不见!(查询中不会出现别人在时间点 a 之后提交的数据)。

@Transcational(readOnly=true) 这个注解一般会写在业务类上,或者其方法上,用来对其添加事务控制。当括号中添加 readOnly=true, 则会告诉底层数据源,这个是一个只读事务,对于 JDBC 而言,只读事务会有一定的速度优化。

而这样写的话,事务控制的其他配置则采用默认值,事务的隔离级别 (isolation) 为 DEFAULT, 也就是跟随底层数据源的隔离级别,事务的传播行为(propagation) 则是 REQUIRED,所以还是会有事务存在,一代在代码中抛出 RuntimeException,依然会导致事务回滚。

应用场合:

  如果你一次执行单条查询语句,则没有必要启用事务支持,数据库默认支持 SQL 执行期间的读一致性;

  如果你一次执行多条查询语句,例如统计查询,报表查询,在这种场景下,多条查询 SQL 必须保证整体的读一致性,否则,在前条 SQL 查询之后,后条 SQL 查询之前,数据被其他用户改变,则该次整体的统计查询将会出现读数据不一致的状态,此时,应该启用事务支持。 

上述就是丸趣 TV 小编为大家分享的 Spring 事务的原理分析是怎样的了,如果刚好有类似的疑惑,不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识,欢迎关注丸趣 TV 行业资讯频道。

正文完
 
丸趣
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