1. 解決什么問(wèn)題

讓我們先從事務(wù)說(shuō)起，“什么是事務(wù)？我們?yōu)槭裁葱枰聞?wù)？”。事務(wù)是一組無(wú)法被分割的操作，要么所有操作全部成功，要么全部失敗。我們?cè)陂_(kāi)發(fā)中需要通過(guò)事務(wù)將一些操作組成一個(gè)單元，來(lái)保證程序邏輯上的正確性，例如全部插入成功，或者回滾，一條都不插入。作為程序員的我們，對(duì)于事務(wù)管理，所需要做的便是進(jìn)行事務(wù)的界定，即通過(guò)類(lèi)似begin transaction和end transaction的操作來(lái)界定事務(wù)的開(kāi)始和結(jié)束。

下面是一個(gè)基本的JDBC事務(wù)管理代碼：

//?開(kāi)啟數(shù)據(jù)庫(kù)連接 Connection?con?=?openConnection(); try?{//?關(guān)閉自動(dòng)提交con.setAutoCommit(false);//?業(yè)務(wù)處理//?...??//?提交事務(wù)con.commit(); }?catch?(SQLException?|?MyException?e)?{//?捕獲異常，回滾事務(wù)try?{con.rollback();}?catch?(SQLException?ex)?{ex.printStackTrace();} }?finally?{//?關(guān)閉連接try?{con.setAutoCommit(true);con.close();}?catch?(SQLException?e)?{e.printStackTrace();} }

直接使用JDBC進(jìn)行事務(wù)管理的代碼直觀上來(lái)看，存在兩個(gè)問(wèn)題：

業(yè)務(wù)處理代碼與事務(wù)管理代碼混雜；

大量的異常處理代碼（在catch中還要try-catch）。

而如果我們需要更換其他數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，例如Hibernate、MyBatis、JPA等，雖然事務(wù)管理的操作都類(lèi)似，但API卻不同，則需使用相應(yīng)的API來(lái)改寫(xiě)。這也會(huì)引來(lái)第三個(gè)問(wèn)題：

繁雜的事務(wù)管理API。

上文列出了三個(gè)待解決的問(wèn)題，下面我們看Spring事務(wù)是如何解決。

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2. 如何解決

2.1 繁雜的事務(wù)管理API

針對(duì)該問(wèn)題，我們很容易可以想到，在眾多事務(wù)管理的API上抽象一層。通過(guò)定義接口屏蔽具體實(shí)現(xiàn)，再使用策略模式來(lái)決定具體的API。下面我們看下Spring事務(wù)中定義的抽象接口。

在Spring事務(wù)中，核心接口是PlatformTransactionManager，也叫事務(wù)管理器，其定義如下：

public?interface?PlatformTransactionManager?extends?TransactionManager?{//?獲取事務(wù)（新的事務(wù)或者已經(jīng)存在的事務(wù)）TransactionStatus?getTransaction(@Nullable?TransactionDefinition?definition)throws?TransactionException;???//?提交事務(wù)void?commit(TransactionStatus?status)?throws?TransactionException;//?回滾事務(wù)void?rollback(TransactionStatus?status)?throws?TransactionException; }

getTransaction通過(guò)入?yún)ransactionDefinition來(lái)獲得TransactionStatus，即通過(guò)定義的事務(wù)元信息來(lái)創(chuàng)建相應(yīng)的事務(wù)對(duì)象。在TransactionDefinition中會(huì)包含事務(wù)的元信息：

• PropagationBehavior：傳播行為；

• IsolationLevel：隔離級(jí)別；

• Timeout：超時(shí)時(shí)間；

• ReadOnly：是否只讀。

根據(jù)TransactionDefinition獲得的TransactionStatus中會(huì)封裝事務(wù)對(duì)象，并提供了操作事務(wù)和查看事務(wù)狀態(tài)的方法，例如：

• setRollbackOnly：標(biāo)記事務(wù)為Rollback-only，以使其回滾；

• isRollbackOnly：查看是否被標(biāo)記為Rollback-only；

• isCompleted：查看事務(wù)是否已完成（提交或回滾完成）。

還支持嵌套事務(wù)的相關(guān)方法：

• createSavepoint：創(chuàng)建savepoint；

• rollbackToSavepoint：回滾到指定savepoint；

• releaseSavePoint：釋放savepoint。

TransactionStatus事務(wù)對(duì)象可被傳入到commit方法或rollback方法中，完成事務(wù)的提交或回滾。

下面我們通過(guò)一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)來(lái)理解TransactionStatus的作用。以commit方法為例，如何通過(guò)TransactionStatus完成事務(wù)的提交。AbstractPlatformTransactionManager是PlatformTransactionManager接口的的實(shí)現(xiàn)，作為模板類(lèi)，其commit實(shí)現(xiàn)如下：

public?final?void?commit(TransactionStatus?status)?throws?TransactionException?{//?1.檢查事務(wù)是否已完成if?(status.isCompleted())?{throw?new?IllegalTransactionStateException("Transaction?is?already?completed?-?do?not?call?commit?or?rollback?more?than?once?per?transaction");}//?2.檢查事務(wù)是否需要回滾（局部事務(wù)回滾）DefaultTransactionStatus?defStatus?=?(DefaultTransactionStatus)?status;if?(defStatus.isLocalRollbackOnly())?{if?(defStatus.isDebug())?{logger.debug("Transactional?code?has?requested?rollback");}processRollback(defStatus,?false);return;}//?3.檢查事務(wù)是否需要回滾（全局事務(wù)回滾）if?(!shouldCommitOnGlobalRollbackOnly()?&&?defStatus.isGlobalRollbackOnly())?{if?(defStatus.isDebug())?{logger.debug("Global?transaction?is?marked?as?rollback-only?but?transactional?code?requested?commit");}processRollback(defStatus,?true);return;}//?4.提交事務(wù)processCommit(defStatus); }

在commit模板方法中定義了事務(wù)提交的基本邏輯，通過(guò)查看status的事務(wù)狀態(tài)來(lái)決定拋出異常還是回滾，或是提交。其中的processRollback和processCommit方法也是模板方法，進(jìn)一步定義了回滾、提交的邏輯。以processCommit方法為例，具體的提交操作將由抽象方法doCommit完成。

protected?abstract?void?doCommit(DefaultTransactionStatus?status)?throws?TransactionException;

doCommit的實(shí)現(xiàn)取決于具體的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)。我們看下JDBC相應(yīng)的具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)DataSourceTransactionManager中的doCommit實(shí)現(xiàn)。

protected?void?doCommit(DefaultTransactionStatus?status)?{//?獲取status中的事務(wù)對(duì)象????DataSourceTransactionObject?txObject?=?(DataSourceTransactionObject)?status.getTransaction();//?通過(guò)事務(wù)對(duì)象獲得數(shù)據(jù)庫(kù)連接對(duì)象Connection?con?=?txObject.getConnectionHolder().getConnection();if?(status.isDebug())?{logger.debug("Committing?JDBC?transaction?on?Connection?["?+?con?+?"]");}try?{//?執(zhí)行commitcon.commit();}catch?(SQLException?ex)?{throw?new?TransactionSystemException("Could?not?commit?JDBC?transaction",?ex);} }

在commit和processCommit方法中我們根據(jù)入?yún)⒌腡ransactionStatus提供的事務(wù)狀態(tài)來(lái)決定事務(wù)行為，而在doCommit中需要執(zhí)行事務(wù)提交時(shí)將會(huì)通過(guò)TransactionStatus中的事務(wù)對(duì)象來(lái)獲得數(shù)據(jù)庫(kù)連接對(duì)象，再執(zhí)行最后的commit操作。通過(guò)這個(gè)示例我們可以理解TransactionStatus所提供的事務(wù)狀態(tài)和事務(wù)對(duì)象的作用。

下面是用Spring事務(wù)API改寫(xiě)后的事務(wù)管理代碼：

//?獲得事務(wù)管理器 PlatformTransactionManager?txManager?=?getPlatformTransactionManager(); DefaultTransactionDefinition?def?=?new?DefaultTransactionDefinition(); //?指定事務(wù)元信息 def.setName("SomeTxName"); def.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED); //?獲得事務(wù) TransactionStatus?status?=?txManager.getTransaction(def); try?{//?業(yè)務(wù)處理 } catch?(MyException?ex)?{//?捕獲異常，回滾事務(wù)txManager.rollback(status);throw?ex; } //?提交事務(wù) txManager.commit(status);

無(wú)論是使用JDBC、Hibernate還是MyBatis，我們只需要傳給txManager相應(yīng)的具體實(shí)現(xiàn)就可以在多種數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)中切換。

小結(jié)：Spring事務(wù)通過(guò)PlatformTransactionManager、TransactionDefinition和TransactionStatus接口統(tǒng)一事務(wù)管理API，并結(jié)合策略模式和模板方法決定具體實(shí)現(xiàn)。

Spring事務(wù)API代碼還有個(gè)特點(diǎn)有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，SQLException不見(jiàn)了。下面來(lái)看Spring事務(wù)是如何解決大量的異常處理代碼。

2.2 大量的異常處理代碼

為什么使用JDBC的代碼中會(huì)需要寫(xiě)這么多的異常處理代碼。這是因?yàn)镃onnection的每個(gè)方法都會(huì)拋出SQLException，而SQLException又是檢查異常，這就強(qiáng)制我們?cè)谑褂闷浞椒〞r(shí)必須進(jìn)行異常處理。那Spring事務(wù)是如何解決該問(wèn)題的。我們看下doCommit方法：

protected?void?doCommit(DefaultTransactionStatus?status)?{DataSourceTransactionObject?txObject?=?(DataSourceTransactionObject)?status.getTransaction();Connection?con?=?txObject.getConnectionHolder().getConnection();if?(status.isDebug())?{logger.debug("Committing?JDBC?transaction?on?Connection?["?+?con?+?"]");}try?{con.commit();}catch?(SQLException?ex)?{//?異常轉(zhuǎn)換throw?new?TransactionSystemException("Could?not?commit?JDBC?transaction",?ex);} }

Connection的commit方法會(huì)拋出檢查異常SQLException，在catch代碼塊中SQLException將被轉(zhuǎn)換成TransactionSystemException拋出，而TransactionSystemException是一個(gè)非檢查異常。通過(guò)將檢查異常轉(zhuǎn)換成非檢查異常，讓我們能夠自行決定是否捕獲異常，不強(qiáng)制進(jìn)行異常處理。

Spring事務(wù)中幾乎為數(shù)據(jù)庫(kù)的所有錯(cuò)誤都定義了相應(yīng)的異常，統(tǒng)一了JDBC、Hibernate、MyBatis等不同異常API。這有助于我們?cè)谔幚懋惓r(shí)使用統(tǒng)一的異常API接口，無(wú)需關(guān)心具體的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)。

小結(jié)：Spring事務(wù)通過(guò)異常轉(zhuǎn)換避免強(qiáng)制異常處理。

2.3 業(yè)務(wù)處理代碼與事務(wù)管理代碼混雜

在2.1節(jié)中給出了使用Spring事務(wù)API的寫(xiě)法，即編程式事務(wù)管理，但仍未解決“業(yè)務(wù)處理代碼與事務(wù)管理代碼混雜”的問(wèn)題。這時(shí)候就可以利用Spring AOP將事務(wù)管理代碼這一橫切關(guān)注點(diǎn)從代碼中剝離出來(lái)，即聲明式事務(wù)管理。以注解方式為例，通過(guò)為方法標(biāo)注@Transaction注解，將為該方法提供事務(wù)管理。其原理如下圖所示：

聲明式事務(wù)原理

Spring事務(wù)會(huì)為@Transaction標(biāo)注的方法的類(lèi)生成AOP增強(qiáng)的動(dòng)態(tài)代理類(lèi)對(duì)象，并且在調(diào)用目標(biāo)方法的攔截鏈中加入TransactionInterceptor進(jìn)行環(huán)繞增加，實(shí)現(xiàn)事務(wù)管理。

下面我們看下TransactionInterceptor中的具體實(shí)現(xiàn)，其invoke方法中將調(diào)用invokeWithinTransaction方法進(jìn)行事務(wù)管理，如下所示：

protected?Object?invokeWithinTransaction(Method?method,?Class<?>?targetClass,?final?InvocationCallback?invocation)throws?Throwable?{//?查詢(xún)目標(biāo)方法事務(wù)屬性、確定事務(wù)管理器、構(gòu)造連接點(diǎn)標(biāo)識(shí)（用于確認(rèn)事務(wù)名稱(chēng)）final?TransactionAttribute?txAttr?=?getTransactionAttributeSource().getTransactionAttribute(method,?targetClass);final?PlatformTransactionManager?tm?=?determineTransactionManager(txAttr);final?String?joinpointIdentification?=?methodIdentification(method,?targetClass,?txAttr);if?(txAttr?==?null?||?!(tm?instanceof?CallbackPreferringPlatformTransactionManager))?{//?創(chuàng)建事務(wù)TransactionInfo?txInfo?=?createTransactionIfNecessary(tm,?txAttr,?joinpointIdentification);Object?retVal?=?null;try?{//?通過(guò)回調(diào)執(zhí)行目標(biāo)方法retVal?=?invocation.proceedWithInvocation();}catch?(Throwable?ex)?{//?目標(biāo)方法執(zhí)行拋出異常，根據(jù)異常類(lèi)型執(zhí)行事務(wù)提交或者回滾操作completeTransactionAfterThrowing(txInfo,?ex);throw?ex;}finally?{//?清理當(dāng)前線(xiàn)程事務(wù)信息cleanupTransactionInfo(txInfo);}//?目標(biāo)方法執(zhí)行成功，提交事務(wù)commitTransactionAfterReturning(txInfo);return?retVal;}?else?{//?帶回調(diào)的事務(wù)執(zhí)行處理，一般用于編程式事務(wù)//?...} }

在調(diào)用目標(biāo)方法前后加入了創(chuàng)建事務(wù)、處理異常、提交事務(wù)等操作。這讓我們不必編寫(xiě)事務(wù)管理代碼，只需通過(guò)@Transaction的屬性指定事務(wù)相關(guān)元信息。

小結(jié)：Spring事務(wù)通過(guò)AOP提供聲明式事務(wù)將業(yè)務(wù)處理代碼和事務(wù)管理代碼分離。

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3. 存在什么問(wèn)題

Spring事務(wù)為了我們解決了第一節(jié)中列出的三個(gè)問(wèn)題，但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)些新的問(wèn)題。

3.1 非public方法失效

@Transactional只有標(biāo)注在public級(jí)別的方法上才能生效，對(duì)于非public方法將不會(huì)生效。這是由于Spring AOP不支持對(duì)private、protect方法進(jìn)行攔截。從原理上來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)代理是通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)，所以自然不能支持private和protect方法的。而CGLIB是通過(guò)繼承實(shí)現(xiàn)，其實(shí)是可以支持protect方法的攔截的，但Spring AOP中并不支持這樣使用，筆者猜測(cè)做此限制是出于代理方法應(yīng)是public的考慮，以及為了保持CGLIB和動(dòng)態(tài)代理的一致。如果需要對(duì)protect或private方法攔截則建議使用AspectJ。

3.2 自調(diào)用失效

當(dāng)通過(guò)在Bean的內(nèi)部方法直接調(diào)用帶有@Transactional的方法時(shí)，@Transactional將失效，例如：

public?void?saveAB(A?a,?B?b) {saveA(a);saveB(b); }@Transactional public?void?saveA(A?a) {dao.saveA(a); }@Transactional public?void?saveB(B?b) {dao.saveB(b); }

在saveAB中調(diào)用saveA和saveB方法，兩者的@Transactional都將失效。這是因?yàn)镾pring事務(wù)的實(shí)現(xiàn)基于代理類(lèi)，當(dāng)在內(nèi)部直接調(diào)用方法時(shí)，將不會(huì)經(jīng)過(guò)代理對(duì)象，而是直接調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法，無(wú)法被TransactionInterceptor攔截處理。解決辦法：

（1）ApplicationContextAware

通過(guò)ApplicationContextAware注入的上下文獲得代理對(duì)象。

public?void?saveAB(A?a,?B?b) {Test?self?=?(Test)?applicationContext.getBean("Test");self.saveA(a);self.saveB(b); }

（2）AopContext

通過(guò)AopContext獲得代理對(duì)象。

public?void?saveAB(A?a,?B?b) {Test?self?=?(Test)AopContext.currentProxy();self.saveA(a);self.saveB(b); }

（3）@Autowired

通過(guò)@Autowired注解注入代理對(duì)象。

@Component public?class?Test?{@AutowiredTest?self;public?void?saveAB(A?a,?B?b){self.saveA(a);self.saveB(b);}//?... }

（4）拆分

將saveA、saveB方法拆分到另一個(gè)類(lèi)中。

public?void?saveAB(A?a,?B?b) {txOperate.saveA(a);txOperate.saveB(b); }

上述兩個(gè)問(wèn)題都是由于Spring事務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式的限制導(dǎo)致的問(wèn)題。下面再看兩個(gè)由于使用不當(dāng)容易犯錯(cuò)的兩個(gè)問(wèn)題。

3.3 檢查異常默認(rèn)不回滾

在默認(rèn)情況下，拋出非檢查異常會(huì)觸發(fā)回滾，而檢查異常不會(huì)。

根據(jù)invokeWithinTransaction方法，我們可以知道異常處理邏輯在completeTransactionAfterThrowing方法中，其實(shí)現(xiàn)如下：

protected?void?completeTransactionAfterThrowing(@Nullable?TransactionInfo?txInfo,?Throwable?ex)?{if?(txInfo?!=?null?&&?txInfo.getTransactionStatus()?!=?null)?{if?(logger.isTraceEnabled())?{logger.trace("Completing?transaction?for?["?+?txInfo.getJoinpointIdentification()?+"]?after?exception:?"?+?ex);}if?(txInfo.transactionAttribute?!=?null?&&?txInfo.transactionAttribute.rollbackOn(ex))?{try?{//?異常類(lèi)型為回滾異常，執(zhí)行事務(wù)回滾txInfo.getTransactionManager().rollback(txInfo.getTransactionStatus());}catch?(TransactionSystemException?ex2)?{logger.error("Application?exception?overridden?by?rollback?exception",?ex);ex2.initApplicationException(ex);throw?ex2;}catch?(RuntimeException?|?Error?ex2)?{logger.error("Application?exception?overridden?by?rollback?exception",?ex);throw?ex2;}}else?{try?{//?異常類(lèi)型為非回滾異常，仍然執(zhí)行事務(wù)提交txInfo.getTransactionManager().commit(txInfo.getTransactionStatus());}catch?(TransactionSystemException?ex2)?{logger.error("Application?exception?overridden?by?commit?exception",?ex);ex2.initApplicationException(ex);throw?ex2;}catch?(RuntimeException?|?Error?ex2)?{logger.error("Application?exception?overridden?by?commit?exception",?ex);throw?ex2;}}} }

根據(jù)rollbackOn判斷異常是否為回滾異常。只有RuntimeException和Error的實(shí)例，即非檢查異常，或者在@Transaction中通過(guò)rollbackFor屬性指定的回滾異常類(lèi)型，才會(huì)回滾事務(wù)。否則將繼續(xù)提交事務(wù)。所以如果需要對(duì)非檢查異常進(jìn)行回滾，需要記得指定rollbackFor屬性，不然將回滾失效。

3.4 catch異常無(wú)法回滾

在3.3節(jié)中我們說(shuō)到只有拋出非檢查異常或是rollbackFor中指定的異常才能觸發(fā)回滾。如果我們把異常catch住，而且沒(méi)拋出，則會(huì)導(dǎo)致無(wú)法觸發(fā)回滾，這也是開(kāi)發(fā)中常犯的錯(cuò)誤。例如：

@Transactional public?void?insert(List<User>?users)?{try?{JdbcTemplate?jdbcTemplate?=?new?JdbcTemplate(dataSource);for?(User?user?:?users)?{String?insertUserSql?=?"insert?into?User?(id,?name)?values?(?,?)";jdbcTemplate.update(insertUserSql,?new?Object[]?{?user.getId(),user.getName()?});}}?catch?(Exception?e)?{e.printStackTrace();} }

這里由于catch住了所有Exception，并且沒(méi)拋出。當(dāng)插入發(fā)生異常時(shí)，將不會(huì)觸發(fā)回滾。

但同時(shí)我們也可以利用這種機(jī)制，用try-catch包裹不用參與事務(wù)的數(shù)據(jù)操作，例如對(duì)于寫(xiě)入一些不重要的日志，我們可將其用try-catch包裹，避免拋出異常，則能避免寫(xiě)日志失敗而影響事務(wù)的提交。

參考

Spring Framework Documentation——Data Access:?https://docs.spring.io/spring/docs/current/spring-framework-reference/data-access.html

《Spring揭秘》

5-common-spring-transactional-pitfalls:?https://codete.com/blog/5-common-spring-transactional-pitfalls/

Spring事務(wù)原理一探:?https://zhuanlan.zhihu.com/p/54067384

有道無(wú)術(shù)，術(shù)可成；有術(shù)無(wú)道，止于術(shù)

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的三问Spring事务：解决什么问题？如何解决？存在什么问题？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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