Spring之事务-7
7. Spring事务
7.1 事务
1. 事务简介
简单来说,事务是要保证一组数据库操作,要么全部成功,要么全部失败。事务存在的意义就是保证系统中的数据是正确的,不同数据间不会产生矛盾,也就是保证数据状态的一致性(Consistency)。
2. 事务的特性(ACID)
原子性
一个事务(transaction)中的所有操作,要么全部完成,要么全部不完成,不会结束在中间某个环节。
一致性
保证事务前后的数据完整性保持一致
隔离性
在不同的业务处理过程中,事务保证了各自业务正在读、写的数据互相独立,不会彼此影响。
持久性
事务应当保证所有被成功提交的数据修改都能够正确地被持久化,不丢失数据。
3. 事务隔离性
没有隔离性的时候,多个事务执行带来的问题:脏读、不可重复读、幻读。
多事务带来的问题
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
幻读指的是一个事务在前后两次查询同一个范围的时候,后一次查询看到了前一次查询没有看到的行
mysql在可重复读隔离级别下,没有幻读的问题,通过间隙锁和行锁,解决了幻读的问题。
事务隔离级别
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。
读未提交
一个事务还没提交时,它做的变更就能被别的事务看到
读已提交
一个事务提交之后,它做的变更才会被其他事务看到
可重复读
一个事务执行过程中看到的数据,总是在他启动的时候保持一致
串行
同一时间只有一个事务可以执行,加锁保护
关于事务隔离级别需要找到一个平衡,隔离性太强会影响并发度,隔离性太弱起不到隔离效果。
4. 事务的七种传播行为
什么是事务的传播行为:事务传播行为用来描述由某一个事务传播行为修饰的方法被嵌套进另一个方法的时事务如何传播。
PROPAGATION_REQUIRED 表示当前方法必须在一个具有事务的上下文中运行,如有客户端有事务在进行,那么被调用端将在该事务中运行,否则的话重新开启一个事务。( 如果被调用端发生异常,那么调用端和被调用端事务都将回滚)
PROPAGATION_SUPPORTS 表示当前方法不必需要具有一个事务上下文,但是如果有一个事务的话,它也可以在这个事务中运行
PROPAGATION_MANDATORY 表示当前方法必须在一个事务中运行,如果没有事务,将抛出异常
PROPAGATION_REQUIRES_NEW 总是开启一个新的事务。如果一个事务已经存在,则将这个存在的事务挂起。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 总是非事务地执行,并挂起任何存在的事务。
PROPAGATION_NEVER 总是非事务地执行,如果存在一个活动事务,则抛出异常
PROPAGATION_NESTED 表示如果当前方法正有一个事务在运行中,则该方法应该运行在一个嵌套事务中,被嵌套的事务可以独立于被封装的事务中进行提交或者回滚。如果封装事务存在,并且外层事务抛出异常回滚,那么内层事务必须回滚,反之,内层事务并不影响外层事务。如果封装事务不存在,则同
propagation.required
的一样
7.2 Spring事务管理的几种方式
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,你的程序是否支持事务首先取决于数据库 ,比如使用 MySQL 的话,如果你选择的是 innodb 引擎,那么恭喜你,是可以支持事务的。但是,如果你的 MySQL 数据库使用的是 myisam 引擎的话,那不好意思,从根上就是不支持事务的。
1. 编程式事务
- 基于事务管理器API 的编程式事务管理
- 基于
TransactionTemplate
或者TransactionManager
手动的编程式事务管理
目前大部分项目使用的是声明式的后两种:
- 基于
<tx>
和<aop>
命名空间的声明式事务管理可以充分利用切点表达式的强大支持,使得管理事务更加灵活。 - 基于
@Transactional
的方式需要实施事务管理的方法或者类上使用@Transactional
指定事务规则即可实现事务管理,在Spring Boot中通常也建议使用这种注解方式来标记事务。
使用TransactionTemplate
进行编程式事务管理的示例代码如下:
|
2. 声明式事务
- 基于
TransactionProxyFactoryBean
的声明式事务管理 - 基于
<tx>
和<aop>
命名空间的事务管理 - 基于
@Transactional
的声明式事务管理
推荐使用(代码侵入性最小),实际是通过 AOP 实现(基于@Transactional
的全注解方式使用最多)。
使用 @Transactional
注解进行事务管理的示例代码如下:
|
7.3 Spring 事务管理接口介绍
Spring 框架中,事务管理相关最重要的 3 个接口如下:
PlatformTransactionManager
: (平台)事务管理器,Spring 事务策略的核心。TransactionDefinition
: 事务定义信息(事务隔离级别、传播行为、超时、只读、回滚规则)。TransactionStatus
: 事务运行状态。
PlatformTransactionManager是Spring事务框架的核心接口。应用程序可以直接使用PlatformTransactionManager,但它并不是主要用于API:应用程序将借助事务模板(TransactionTemplate)或声明式事务(Declarative Transaction)。对于需要实现PlatformTransactionManager接口的应用程序,可通过继承AbstractPlatformTransactionManager抽象类的方式实现。AbstractPlatformTransactionManager类已实现事务传播行为和事务同步处理。子类需要实现针对事务特定状态(如:begin,suspend,resume,commit)的模板方法。Spring事务框架已经实现了JtaTransactionManager(JPA)和DataSourceTransactionManager(JDBC)。应用程序可以参考以上方法实现事务管理器。
PlatformTransactionManager事务继承示例如下:
7.4 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事务管理后,我们可以省略步骤(2)和步骤(4),就是让AOP帮你去做这些工作。关键类在TransactionAspectSupport这个切面里。
7.5 Spring声明式事务的使用
1. xml方式
需要声明事务管理器对象:
<!--声明事务管理器对象--> |
2. xml + 注解方式
开启事务注解驱动
【告诉spring框架,我要使用注解的方式去管理事务】
spring自动使用AOP方式 创建@Transactional所在的类代理对象,自动给方法加入事务功能
spring给业务方法加入事务的原理
- 在你的业务方法开启之前 开始事务,在业务方法结束时 提交/回滚事务
- 使用的是AOP的环绕通知
@Around
<!--开始事务注解驱动,告诉sprng使用注解管理事务 创建代理对象 |
在方法的上面添加注解 @Transactional
- 一般情况直接加注解就行,不需要设置别的
- 【使用默认值,默认的传播行为,默认的隔离级别,默认的….】
3. 纯注解方式
在xml + 注解方式的基础上,只需要将xml配置部分改为注解实现即可,即在Spring的配置类上添加@EnableTransactionManagement
注解。
7.6 Spring事务失效场景
1.访问权限问题
众所周知,java的访问权限主要有四种:private
、default
、protected
、public
,它们的权限从左到右,依次变大。
但如果在开发过程中,把有某些事务方法,定义了错误的访问权限,就会导致事务功能出问题,例如:
|
可以看到add方法的访问权限被定义成了private,这样会导致事务失效,spring要求被代理方法必须是public的。
说白了,在AbstractFallbackTransactionAttributeSource类的computeTransactionAttribute方法中有个判断,如果目标方法不是public,则TransactionAttribute返回null,即不支持事务。
protected TransactionAttribute computeTransactionAttribute(Method method, Class<?> targetClass){ |
也就是说,如果自定义的事务方法(即目标方法),它的访问权限不是public
,而是private
、default
或protected
的话,spring则不会提供事务功能。
2. 方法用final
修饰
有时候,某个方法不想被子类重新,这时可以将该方法定义成final的。普通方法这样定义是没问题的,但如果将事务方法定义成final,例如:
|
可以看到add方法被定义成了final
的,这样会导致事务失效。
为什么?
如果看过spring事务的源码,可能会知道spring事务底层使用了aop,也就是通过jdk动态代理或者cglib,生成了代理类,在代理类中实现的事务功能。
但如果某个方法用final
修饰了,那么在它的代理类中,就无法重写该方法,而添加事务功能。
注意:如果某个方法是static
的,同样无法通过动态代理,变成事务方法。
3.方法内部调用
有时候需要在某个Service类的某个方法中,调用另外一个事务方法,比如:
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看到在事务方法add中,直接调用事务方法updateStatus
。从前面介绍的内容可以知道,updateStatus
方法拥有事务的能力是因为spring aop生成代理了对象,但是这种方法直接调用了this对象的方法,所以updateStatus
方法不会生成事务。
由此可见,在同一个类中的方法直接内部调用,会导致事务失效。
那么问题来了,如果有些场景,确实想在同一个类的某个方法中,调用它自己的另外一个方法,该怎么办呢?
新加一个Service方法
这个方法非常简单,只需要新加一个Service方法,把@Transactional
注解加到新Service方法上,把需要事务执行的代码移到新方法中。具体代码如下:
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在该Service类中注入自己
如果不想再新加一个Service类,在该Service类中注入自己也是一种选择。具体代码如下:
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通过AopContent
类
在该Service类中使用AopContext.currentProxy()
获取代理对象
上面的方法2确实可以解决问题,但是代码看起来并不直观,还可以通过在该Service类中使用AOPProxy
获取代理对象,实现相同的功能。具体代码如下:
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4.未被spring管理
在平时开发过程中,有个细节很容易被忽略。即使用spring事务的前提是:对象要被spring管理,需要创建bean实例。
通常情况下,通过@Controller
、@Service
、@Component
、@Repository
等注解,可以自动实现bean实例化和依赖注入的功能。
如果有一天,开发了一个Service类,但忘了加@Service
注解,比如:
//@Service |
从上面的例子,可以看到UserService类没有加@Service
注解,那么该类不会交给spring管理,所以它的add方法也不会生成事务。
5.多线程调用
在实际项目开发中,多线程的使用场景还是挺多的。如果spring事务用在多线程场景中,会有问题吗?
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从上面的例子中,可以看到事务方法add中,调用了事务方法doOtherThing,但是事务方法doOtherThing是在另外一个线程中调用的。
这样会导致两个方法不在同一个线程中,获取到的数据库连接不一样,从而是两个不同的事务。如果想doOtherThing方法中抛了异常,add方法也回滚是不可能的。
如果看过spring事务源码的朋友,可能会知道spring的事务是通过数据库连接来实现的。当前线程中保存了一个map,key是数据源,value是数据库连接。
private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources = new NamedThreadLocal<>("Transactional resources"); |
说的同一个事务,其实是指同一个数据库连接,只有拥有同一个数据库连接才能同时提交和回滚。如果在不同的线程,拿到的数据库连接肯定是不一样的,所以是不同的事务。
6.表不支持事务
周所周知,在mysql5之前,默认的数据库引擎是myisam。
它的好处就不用多说了:索引文件和数据文件是分开存储的,对于查多写少的单表操作,性能比innodb更好。
有些老项目中,可能还在用它。
在创建表的时候,只需要把ENGINE参数设置成MyISAM即可:
CREATE TABLE `category` ( |
myisam好用,但有个很致命的问题是:不支持事务。
如果只是单表操作还好,不会出现太大的问题。但如果需要跨多张表操作,由于其不支持事务,数据极有可能会出现不完整的情况。
此外,myisam还不支持行锁和外键。
所以在实际业务场景中,myisam使用的并不多。在mysql5以后,myisam已经逐渐退出了历史的舞台,取而代之的是innodb。
有时候在开发的过程中,发现某张表的事务一直都没有生效,那不一定是spring事务的锅,最好确认一下使用的那张表,是否支持事务。
7.未开启事务
有时候,事务没有生效的根本原因是没有开启事务。
开启事务不是一个项目中,最基本的功能吗?
为什么还会没有开启事务?
没错,如果项目已经搭建好了,事务功能肯定是有的。
但如果是在搭建项目demo的时候,只有一张表,而这张表的事务没有生效。那么会是什么原因造成的呢?
当然原因有很多,但没有开启事务,这个原因极其容易被忽略。
如果使用的是springboot项目,那么很幸运。因为springboot通过DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration
类,已经默认开启了事务。
要做的事情很简单,只需要配置spring.datasource
相关参数即可。
但如果使用的还是传统的spring项目,则需要在applicationContext.xml文件中,手动配置事务相关参数。如果忘了配置,事务肯定是不会生效的。
具体配置如下信息:
<!-- 配置事务管理器 --> |
默默的说一句,如果在pointcut
标签中的切入点匹配规则,配错了的话,有些类的事务也不会生效。
7.7 事务不回滚
1.错误的传播特性
其实,在使用@Transactional
注解时,是可以指定propagation
参数的。
该参数的作用是指定事务的传播特性,spring目前支持7种传播特性:
REQUIRED
如果当前上下文中存在事务,那么加入该事务,如果不存在事务,创建一个事务,这是默认的传播属性值。SUPPORTS
如果当前上下文存在事务,则支持事务加入事务,如果不存在事务,则使用非事务的方式执行。MANDATORY
如果当前上下文中存在事务,否则抛出异常。REQUIRES_NEW
每次都会新建一个事务,并且同时将上下文中的事务挂起,执行当前新建事务完成以后,上下文事务恢复再执行。NOT_SUPPORTED
如果当前上下文中存在事务,则挂起当前事务,然后新的方法在没有事务的环境中执行。NEVER
如果当前上下文中存在事务,则抛出异常,否则在无事务环境上执行代码。NESTED
如果当前上下文中存在事务,则嵌套事务执行,如果不存在事务,则新建事务。
如果在手动设置propagation
参数的时候,把传播特性设置错了,比如:
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可以看到add
方法的事务传播特性定义成了Propagation.NEVER
,这种类型的传播特性不支持事务,如果有事务则会抛异常。
目前只有这三种传播特性才会创建新事务:REQUIRED
,REQUIRES_NEW
,NESTED
。
2.自己吞了异常
事务不会回滚,最常见的问题是:开发者在代码中手动try…catch了异常。比如:
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这种情况下spring事务当然不会回滚,因为开发者自己捕获了异常,又没有手动抛出,换句话说就是把异常吞掉了。
如果想要spring事务能够正常回滚,必须抛出它能够处理的异常。如果没有抛异常,则spring认为程序是正常的。
3.手动抛了别的异常
即使开发者没有手动捕获异常,但如果抛的异常不正确,spring事务也不会回滚。
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上面的这种情况,开发人员自己捕获了异常,又手动抛出了异常:Exception
,事务同样不会回滚。
因为spring事务,默认情况下只会回滚RuntimeException
(运行时异常)和Error
(错误),对于普通的Exception
(非运行时异常),它不会回滚。
4.自定义了回滚异常
在使用@Transactional
注解声明事务时,有时想自定义回滚的异常,spring也是支持的。可以通过设置rollbackFor
参数,来完成这个功能。
但如果这个参数的值设置错了,就会引出一些莫名其妙的问题,例如:
|
如果在执行上面这段代码,保存和更新数据时,程序报错了,抛了SqlException
、DuplicateKeyException
等异常。而BusinessException
是自定义的异常,报错的异常不属于BusinessException
,所以事务也不会回滚。
即使rollbackFor
有默认值,但阿里巴巴开发者规范中,还是要求开发者重新指定该参数。
这是为什么呢?
因为如果使用默认值,一旦程序抛出了Exception
,事务不会回滚,这会出现很大的bug。所以,建议一般情况下,将该参数设置成:Exception
或Throwable
。
5.嵌套事务回滚多了
public class UserService { |
这种情况使用了嵌套的内部事务,原本是希望调用roleService.doOtherThing方法时,如果出现了异常,只回滚doOtherThing方法里的内容,不回滚 userMapper.insertUser里的内容,即回滚保存点。。但事实是,insertUser也回滚了。
why?
因为doOtherThing方法出现了异常,没有手动捕获,会继续往上抛,到外层add方法的代理方法中捕获了异常。所以,这种情况是直接回滚了整个事务,不只回滚单个保存点。
怎么样才能只回滚保存点呢?
|
可以将内部嵌套事务放在try/catch中,并且不继续往上抛异常。这样就能保证,如果内部嵌套事务中出现异常,只回滚内部事务,而不影响外部事务。
7.8 其它问题
1.大事务问题
在使用Spring事务时,有个让人非常头疼的问题,就是大事务问题。
通常情况下,会在方法上@Transactional
注解,填加事务功能,比如:
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但@Transactional
注解,如果被加到方法上,有个缺点就是整个方法都包含在事务当中了。
上面的这个例子中,在UserService类中,其实只有这两行才需要事务:
roleService.save(userModel); |
在RoleService类中,只有这一行需要事务:
saveData(userModel); |
现在的这种写法,会导致所有的query
方法也被包含在同一个事务当中。
如果query方法
非常多,调用层级很深,而且有部分查询方法比较耗时的话,会造成整个事务非常耗时,而从造成大事务问题。
2.编程式事务
上面聊的这些内容都是基于@Transactional
注解的,主要说的是它的事务问题,把这种事务叫做:声明式事务。
其实,spring还提供了另外一种创建事务的方式,即通过手动编写代码实现的事务,把这种事务叫做:编程式事务。例如:
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在spring中为了支持编程式事务,专门提供了一个类:TransactionTemplate
,在它的execute
方法中,就实现了事务的功能。
相较于@Transactional
注解声明式事务,更建议大家使用,基于TransactionTemplate
的编程式事务。主要原因如下:
- 避免由于spring aop问题,导致事务失效的问题。
- 能够更小粒度的控制事务的范围,更直观。
建议在项目中少使用@Transactional
注解开启事务。但并不是说一定不能用它,如果项目中有些业务逻辑比较简单,而且不经常变动,使用@Transactional
注解开启事务开启事务也无妨,因为它更简单,开发效率更高,但是千万要小心事务失效的问题。