嵌套事务、挂起事务,Spring 事务机制有什么奥秘?

Spring 做为风靡世界的Java 开源框架，发挥着举足轻重的作用。那你有没有想过， Spring 内部又是怎么样实现的事务呢？

而且 在 Spring 之中除了设置事务的「隔离级别」之外，还可以额外配置事务的「传播特性」。你要知道，传播特性里，有两个家伙比较特别，一个PROPAGATION_REQUIRES_NEW ，还有一个是PROPAGATION_NESTED。你要知道，所谓的 REQUIRES_NEW，是会在方法级联调用的时候，会开启一个新的事务，同时挂起(suspend)当前事务；NESTED 代表的嵌套事务，则是在方法级联调用的时候，在嵌套事务内执行。

我们应该都知道，这些传播行为，是 Spring 独有的，和数据库没有一毛钱关系。那在底层 Spring 用了什么黑魔法吗？是怎么样做到挂起事务的，又是怎么样嵌套事务的呢？

咱们一起来揭秘。

毋庸置疑，数据的操作中，我们离不开事务。

银行的转帐操作中，我们相信如果一边扣款，那对方一定会收到，而不竹篮打水一场空

事务在很多场景中都发挥着关键作用。

咱们先以 MySQL 为例，来捋一捋数据库的事务，隔离级别。

然后再来看这些数据库的配置，特性，在 Spring 里是怎样做的事务对应的。

以及 Spring 所谓的传播特性，又是如何作用到数据库的事务的，怎样做到挂起事务，嵌套事务。

事务

事务是什么？

它是一级原子性的SQL操作，一个独立的工作单元。如果工作单元中的SQL语句执行成功，那会全部成功，一个失败就会全部回滚。

与数据库的事务同时为大众熟知的是ACID。即数据库的原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)。就像应用内为了线程之间的互斥，线程安全等，需要做大量的工作，数据库为了 ACID，也做了许多的工作。

隔离级别

SQL 的标准中定义了四种隔离级别，规定了哪些是事务之间可见的，哪些是事务内可见的。

READ UNCOMMITTED (未提交读）  --> 两个事务间，一个的事务还没提交，但被另一个看到了。

READ COMMITTED (提交读)   --> 两个事务间，只有一个事务提交之后，另一个事务才能看到。

REPEATABLE READ (可重复读）--> 一个事务执行中，多次读到的结果是一样的，即使其他事务做了修改，也先「看不见」

SERIALIZABLE (可串行化）--> 最高隔离级别，强制事务串行执行。

由于这些隔离级别，会造成所谓的「脏读」、「幻读」、「不可重复读」等问题，所以需要根据具体的场景选择适用的。

如何设置隔离级别

对于 MySQL 的隔离级别，可以全局的，也可以设置 Session 级别的。

官方文档设置语法如下：

我们通过客户端连接到 MySQL Server 的时候，可以做一些配置，通过jdbc的 URL 你也能看的出来，这样设置的就是 Session 级别的。

参考上面的官方文档，设置 session 隔离级别的命令是它：

set session transaction isolation level SERIALIZABLE;

注意，MySQL 默认的隔离级别是 REPEATABLE READ，我的改过。同时，这里查询当前隔离级别的SQL，旧版本的是SELECT @@TX_ISOLATION;,新版本的是SELECT @@Transaction_ISOLATION; 注意区分。

Spring 事务又是怎么回事

看过了数据库的隔离级别之后，我们再来看 Spring 里的实现。

在 Spring 里，隔离级别的定义有五种，四个和数据库的一致，另外包含一个 DEFAULT，代表不具体设置，直接使用数据库定义的。

咱们看到数据库的隔离级别可以设置 GLOBAL 级别的，也可以设置 SESSION 级别的，每个 SESSION 则代表的是一个连接。而在Spring 内，我们又是通过一个个独立的「连接」来操作数据库，完成CRUD。到这儿咱们应该就能知道，在 Spring 层面的设置，是通过 session 级别的 隔离来设置的，从而和数据库里事务隔离级别做了对应来实现。

那传播特性又是怎么回事呢？既然数据库并不直接支持这样的特性，Spring 又根据不同的传播特性要求，来迂回实现了。

总结起来，对于级联操作中，如果是REQUIRED_NEW这种的情况，所谓的挂起当前事务，开启新的事务，是 Spring 又去申请了一个新的 Connection，这样就会对应到一个新的事务上，然后将这个连接绑定到当前线程，再继续执行；

对于嵌套事务，底层则是通过数据库的 SAVEPOINT 来实现所谓的「子事务」

如果你熟悉代码 DEBUG 过程中每个方法对应的 Frame，可以类比一下，如果执行失败回滚的时候，可以指定回滚到当前事务的某个 SAVEPOINT，不需要全部回滚。

在 Spring 层面，是通过 JDBC 3.0来实现的，看下面这段代码注释。

* 
This transaction manager supports nested transactions via the JDBC 3.0* {@link java.sql.Savepoint} mechanism. The* {@link #setNestedTransactionAllowed "nestedTransactionAllowed"} flag defaults* to "true", since nested transactions will work without restrictions on JDBC* drivers that support savepoints (such as the Oracle JDBC driver).

事务挂起的部分代码如下：

/**   * Suspend the given transaction. Suspends transaction synchronization first,   * then delegates to the {@code doSuspend} template method.   * @param transaction the current transaction object   * (or {@code null} to just suspend active synchronizations, if any)   * @return an object that holds suspended resources   * (or {@code null} if neither transaction nor synchronization active)   * @see #doSuspend   * @see #resume   */  @Nullable  protected final SuspendedResourcesHolder suspend(@Nullable Object transaction) throws TransactionException {    if (TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive()) {      List suspendedSynchronizations = doSuspendSynchronization();      try {        Object suspendedResources = null;        if (transaction != null) {          suspendedResources = doSuspend(transaction);        }        String name = TransactionSynchronizationManager.getCurrentTransactionName();        TransactionSynchronizationManager.setCurrentTransactionName(null);        boolean readOnly = TransactionSynchronizationManager.isCurrentTransactionReadOnly();        TransactionSynchronizationManager.setCurrentTransactionReadOnly(false);        Integer isolationLevel = TransactionSynchronizationManager.getCurrentTransactionIsolationLevel();        TransactionSynchronizationManager.setCurrentTransactionIsolationLevel(null);        boolean wasActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();        TransactionSynchronizationManager.setActualTransactionActive(false);        return new SuspendedResourcesHolder(            suspendedResources, suspendedSynchronizations, name, readOnly, isolationLevel, wasActive);      }  }

逻辑在 doSuspend里，继续看

  @Override  protected Object doSuspend(Object transaction) {    DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;    txObject.setConnectionHolder(null);    return TransactionSynchronizationManager.unbindResource(obtainDataSource());  }
  @Override  protected void doResume(@Nullable Object transaction, Object suspendedResources) {    TransactionSynchronizationManager.bindResource(obtainDataSource(), suspendedResources);  }

然后对应的bind 和 unbind 操作，是在ThreadLocal 对象里，将资源对象绑定或移出当前线程对应的 resources 来实现的。

private static final ThreadLocal> resources =      new NamedThreadLocal<>("Transactional resources");/**   * Bind the given resource for the given key to the current thread.   * @param key the key to bind the value to (usually the resource factory)   * @param value the value to bind (usually the active resource object)   * @throws IllegalStateException if there is already a value bound to the thread   * @see ResourceTransactionManager#getResourceFactory()   */  public static void bindResource(Object key, Object value) throws IllegalStateException {    Object actualKey = TransactionSynchronizationUtils.unwrapResourceIfNecessary(key);    Assert.notNull(value, "Value must not be null");    Map map = resources.get();    // set ThreadLocal Map if none found    if (map == null) {      map = new HashMap<>();      resources.set(map);    }    Object oldValue = map.put(actualKey, value);    // Transparently suppress a ResourceHolder that was marked as void...    if (oldValue instanceof ResourceHolder && ((ResourceHolder) oldValue).isVoid()) {      oldValue = null;    }  }

对比上面的说明和代码，这两个传播特性的区别也很明了了：

NESTED 的特性，本质上还是同一个事务的不同保存点，如果涉及到外层事务回滚，则内层的也将会被回滚；

REQUIRED_NEW 的实现对应的是一个新的事务，拿到的是新的资源，所以外层事务回滚时，不影响内层事务。

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