spring-04 spring事务底层原理分析 - Go语言中文社区

spring-04 spring事务底层原理分析


1.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:

  • 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;
  • 一致性(consistency)
    事务结束后系统状态是一致的;
  • 隔离性(isolation)
    并发执行的事务彼此无法看到对方的中间状态;
  • 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)
未提交读(Read uncommitted) 可能 可能 可能
已提交读(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。

1.1 演示

1.1.1 sql准备

CREATE TABLE `account` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `accountName` varchar(255) COLLATE utf8_bin NOT NULL,
  `user` varchar(255) COLLATE utf8_bin NOT NULL,
  `money` int(11) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=122 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin;

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) COLLATE utf8_bin NOT NULL,
  `createTime` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=33 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin;

1.1.2 设置连接参数

public static Connection openConnection() throws ClassNotFoundException, SQLException {
    Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    Connection conn = DriverManager.getConnection(DbConstant.DB_URL, DbConstant.USERNAME, DbConstant.PASSWORD);
    conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED);
    return conn;
}

在这里插入图片描述

1.2 数据库默认隔离级别

  • Oracle中默认级别是 Read committed
  • mysql 中默认级别 Repeatable read。另外要注意的是mysql执行一条查询语句默认是一个独立的事务,所以看上去效果跟Read committed一样。

1.3 查看mysql 的默认隔离级别

SELECT @@tx_isolation

在这里插入图片描述

2.spring对事务的支持与使用

2.1 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

  • 支持原有的数据事物的隔离级别
  • 加入了事物传播的概念 提供多个事物的和并或隔离的功能
  • 提供声明式事物,让业务代码与事物分离,事物变得更易用

2.1.1 如何使用spring事务

spring 提供了三个接口供使用事物:

  • TransactionDefinition-
    事物定义
  • PlatformTransactionManager-
    事物管理
  • TransactionStatus-
    事物运行时状态

2.2.2 接口结构图

在这里插入图片描述

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2.2.3 API使用

package com.myx.db;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceUtils;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.TransactionCallback;
import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;

/**
 * 描述:编程示事物示例
 * @author: myx
 * @date: 2019/1/11
 * Copyright © 2018-hotpot. All rights reserved.
 */
public class SpringTransactionExample {

    public static void main(String[] args) {
        final DataSource ds = new DriverManagerDataSource(DbConstant.DB_URL, DbConstant.USERNAME, DbConstant.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");

                        //TODO:异常
                        int i=1/0;

                    }
                } 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;
            }
        });
    }
}

2.2 声明示事物

我们前面是通过调用API来实现对事物的控制,这非常的繁琐,与直接操作JDBC事物并没有太多的改善,所以Spring提出了声明示事物,使我们对事物的操作变得非常简单,甚至不需要关心它。

2.2.1 如何使用

2.2.1.1 添加依赖

<properties>
    <spring.version>5.0.2.RELEASE</spring.version>
    <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
    <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
</properties>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>5.1.35</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-jdbc</artifactId>
        <version>${spring.version}</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
        <version>RELEASE</version>
        <scope>compile</scope>
    </dependency>
</dependencies>

2.2.1.2 xml配置

spring-tx.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/tx
        http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <context:component-scan base-package="com.myx.spring.service.**"/>

    <bean class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate">
        <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
    </bean>

    <!-- similarly, don't forget the PlatformTransactionManager -->
    <bean id="txManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
    </bean>
    <!-- don't forget the DataSource -->
    <bean id="dataSource" class="org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource">
        <constructor-arg name="url" value="jdbc:mysql://140.143.193.83:3306/spring-demo"/>
        <constructor-arg name="username" value="iot"/>
        <constructor-arg name="password" value="123456"/>
    </bean>
    <tx:annotation-driven transaction-manager="txManager"></tx:annotation-driven>
</beans>

2.2.1.3 service方法

import com.myx.spring.pojo.Account;
import com.myx.spring.service.AccountService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
import java.util.List;

/**
 * 描述:
 * @author: myx
 * @date: 2019/1/11
 * Copyright © 2018-hotpot. All rights reserved.
 */
@Service
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Override
    @Transactional
    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);
        // 人为报错
        int i = 1 / 0;
    }

}

2.2.1.4 测试方法

import com.myx.spring.service.AccountService;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;

/**
 * 描述:声明示事务测试
 * @author: myx
 * @date: 2019/1/11
 * Copyright © 2018-hotpot. All rights reserved.
 */
public class AccountServiceImplTest {
    @Test
    public void addAccount() {
        ClassPathXmlApplicationContext context =
                new ClassPathXmlApplicationContext("spring-tx.xml");
        AccountService service = context.getBean(AccountService.class);
        service.addAccount("myx", 10000);
    }
}

@Transactional 存在时数据库不会新增数据。

2.3 事物传播机制

类别 事物传播类型 说明
支持当前事物 PROPAGATION_REQUIRED(必须的) 如果当前没有事物,就新建一个事物,如果已经存在一个事物中,加入到这个事物中。这是最常见的选择。
PROPAGATION_SUPPORTS(支持) 支持当前事物,如果当前没有事物,就以非事物方式执行。
PROPAGATION_MANDATORY(强制) 使用当前的事物,如果当前没有事物,就抛出异常。
不支持当前事物 PROPAGATION_REQUIRES_NEW(隔离) 新建事物,如果当前存在事物,把当前事物挂起。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED(不支持) 以非事物方式执行操作,如果当前存在事物,就把当前事物挂起。
PROPAGATION_NEVER(强制非事物) 以非事物方式执行,如果当前存在事物,则抛出异常。
套事物 PROPAGATION_NESTED(嵌套事物) 如果当前存在事物,则在嵌套事物内执行。如果当前没有事物,则执行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。

2.3.1 常用事物传播机制

  • 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
    总是新启一个事物,这个传播机制适用于不受父方法事物影响的操作,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;

在这里插入图片描述

2.3.2 测试

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 无事物 required user (成功) Account(不成功)
场景二 required 无事物 user (不成功) Account(不成功)
场景三 required not_supported user (不成功) Account(成功)
场景四 required required_new user (不成功) Account(不成功)
场景五 required(异常移至createUser方法未尾) required_new user (不成功) Account(成功)
场景六 required(异常移至createUser方法未尾)(addAccount 方法称至当前类) required_new user (不成功) Account(不成功)

2.3.2 方法互相调用事务问题

在同一个类中出现两个带事务的方法调用,事务是失效的,原因在于spring 声明示事物使用动态代理实现,而当调用同一个类的方法时,是会不会走代理逻辑的,自然事物的配置也会失效。

如何解决:

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,事物的配置又生效了
((UserSerivce) AopContext.currentProxy()).addAccount(name, 10000);
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