用了这么久的@Transactional，你真的了解吗？
点击上方“程序员大白”，选择“星标”公众号
重磅干货，第一时间送达
来源：juejin.cn/post/6942651630554710046
数据库的事务
数据库事务（Transaction，简写为 TX）是数据库管理系统执行过程中的一个逻辑单位，是可以提交或回滚的工作的原子单元。当事务对数据库进行多次更改时，要么在提交事务时所有更改都成功，要么在回滚事务时所有更改都被撤消。
数据库（包括但不限于关系型）事务一般拥有以下 4 个特性，称之为 ACID 特性
ACID
原子性（Atomicity）：事务作为一个整体被执行，包含在其中的对数据库的操作要么全部被执行，要么都不执行。 一致性（Consistency）：事务应确保数据库的状态从一个一致状态转变为另一个一致状态。_一致状态_的含义是数据库中的数据应满足完整性约束。 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务的执行。 持久性（Durability）：已被提交的事务对数据库的修改应该永久保存在数据库中。
Mysql 中的事务
START TRANSACTION
[transaction_characteristic [, transaction_characteristic] ...]
transaction_characteristic: {
WITH CONSISTENT SNAPSHOT
| READ WRITE
| READ ONLY
}
BEGIN [WORK]
COMMIT [WORK] [AND [NO] CHAIN] [[NO] RELEASE]
ROLLBACK [WORK] [AND [NO] CHAIN] [[NO] RELEASE]
SET autocommit = {0 | 1}
START TRANSACTION或 BEGIN开始新事务。 COMMIT 提交当前事务。 ROLLBACK 回滚当前事务。 SET autocommit 禁用或启用当前会话的默认自动提交模式。
默认情况下，Mysql 是自动提交的模式，所有语句会立即提交
JDBC 中的事务
JDBC 是 Java 语言中用来规范客户端程序如何来访问数据库的应用程序接口，提供了查询和更新数据库中数据的方法。JDBC 也是 Sun Microsystems 的商标（现在属于 Oracle），是面向关系型数据库的。
上面说到，Mysql 是默认自动提交的，所以 JDBC 中事务事务的第一步，需要禁用自动提交：
con.setAutoCommit(false);
提交事务：
con.commit();
回滚事务：
con.rollback();
一个完整流程的例子（摘自 Oracle JDBC 文档）：
public void updateCoffeeSales(HashMap<String, Integer> salesForWeek)
throws SQLException {
PreparedStatement updateSales = null;
PreparedStatement updateTotal = null;
String updateString =
"update " + dbName + ".COFFEES " +
"set SALES = ? where COF_NAME = ?";
String updateStatement =
"update " + dbName + ".COFFEES " +
"set TOTAL = TOTAL + ? " +
"where COF_NAME = ?";
try {
con.setAutoCommit(false);
updateSales = con.prepareStatement(updateString);
updateTotal = con.prepareStatement(updateStatement);
for (Map.Entry<String, Integer> e : salesForWeek.entrySet()) {
updateSales.setInt(1, e.getValue().intValue());
updateSales.setString(2, e.getKey());
updateSales.executeUpdate();
updateTotal.setInt(1, e.getValue().intValue());
updateTotal.setString(2, e.getKey());
updateTotal.executeUpdate();
con.commit();
}
} catch (SQLException e ) {
JDBCTutorialUtilities.printSQLException(e);
if (con != null) {
try {
System.err.print("Transaction is being rolled back");
con.rollback();
} catch(SQLException excep) {
JDBCTutorialUtilities.printSQLException(excep);
}
}
} finally {
if (updateSales != null) {
updateSales.close();
}
if (updateTotal != null) {
updateTotal.close();
}
con.setAutoCommit(true);
}
}
为什么需要事务管理器
如果没有事务管理器的话，我们的程序可能是这样：
Connection connection = acquireConnection();
try{
int updated = connection.prepareStatement().executeUpdate();
connection.commit();
}catch (Exception e){
rollback(connection);
}finally {
releaseConnection(connection);
}
也有可能是这样 "优雅的事务"：
execute(new TxCallback() {
@Override
public Object doInTx(Connection var1) {
//do something...
return null;
}
});
public void execute(TxCallback txCallback){
Connection connection = acquireConnection();
try{
txCallback.doInTx(connection);
connection.commit();
}catch (Exception e){
rollback(connection);
}finally {
releaseConnection(connection);
}
}
# lambda版
execute(connection -> {
//do something...
return null;
});
但是以上两种方式，针对一些复杂的场景是很不方便的。在实际的业务场景中，往往有比较复杂的业务逻辑，代码冗长，逻辑关联复杂，如果一个大操作中又全是这种代码的话我想开发人员可能会疯吧。更不用提定制化的隔离级别，以及嵌套 / 独立事务的处理了。
Spring 事务管理器（Transaction Manager）简介
Spring 作为 Java 最强框架，事务管理也是其核心功能之一。Spring 为事务管理提供了统一的抽象，有以下优点：
跨不同事务 API（例如 Java 事务 API（JTA），JDBC，Hibernate，Java 持久性 API（JPA）和 Java 数据对象（JDO））的一致编程模型。 支持声明式事务管理（注解形式） 与 JTA 之类的复杂事务 API 相比， 用于程序化事务管理的 API 更简单 和 Spring 的 Data 层抽象集成方便（比如 Spring - Hibernate/Jdbc/Mybatis/Jpa...）
Spring 的事务管理器只是一个接口 / 抽象，不同的 DB 层框架（其实不光是 DB 类框架，支持事务模型的理论上都可以使用这套抽象） 可能都需要实现此标准才可以更好的工作，核心接口是org.springframework.transaction.support.AbstractPlatformTransactionManager，其代码位于spring-tx模块中，比如 Hibernate 中的实现为：org.springframework.orm.hibernate4.HibernateTransactionManager
使用方式
事务，自然是控制业务的，在一个业务流程内，往往希望保证原子性，要么全成功要么全失败。所以事务一般是加载@Service层，一个 Service 内调用了多个操作数据库的操作（比如 Dao），在 Service 结束后事务自动提交，如有异常抛出则事务回滚。
这也是 Spring 事务管理的基本使用原则。
注解
在被 Spring 管理的类头上增加@Transactional注解，即可对该类下的所有方法开启事务管理。事务开启后，方法内的操作无需手动开启 / 提交 / 回滚事务，一切交给 Spring 管理即可。
@Service
@Transactional
public class TxTestService{
@Autowired
private OrderRepo orderRepo;
public void submit(Order order){
orderRepo.save(order);
}
}
也可以只在方法上配置，方法配置的优先级是大于类的
@Service
public class TxTestService{
@Autowired
private OrderRepo orderRepo;
@Transactional
public void submit(Order order){
orderRepo.save(order);
}
}
TransactionTemplate
TransactionTemplate 这中方式，其实和使用注解形式的区别不大，其核心功能也是由 TransactionManager 实现的，这里只是换了个入口
public <T> T execute(TransactionCallback<T> action) throws TransactionException {
if (this.transactionManager instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager) {
return ((CallbackPreferringPlatformTransactionManager) this.transactionManager).execute(this, action);
}
else {
//获取事务信息
TransactionStatus status = this.transactionManager.getTransaction(this);
T result;
try {
//执行业务代码
result = action.doInTransaction(status);
}
//处理异常回滚
catch (RuntimeException ex) {
// Transactional code threw application exception -> rollback
rollbackOnException(status, ex);
throw ex;
}
catch (Error err) {
// Transactional code threw error -> rollback
rollbackOnException(status, err);
throw err;
}
catch (Exception ex) {
// Transactional code threw unexpected exception -> rollback
rollbackOnException(status, ex);
throw new UndeclaredThrowableException(ex, "TransactionCallback threw undeclared checked exception");
}
//提交事务
this.transactionManager.commit(status);
return result;
}
}
XML 配置 tx:advice
过于古老，不做解释
隔离级别 (Isolation Level)
事务隔离级别是数据库最重要的特性之一，他保证了脏读 / 幻读等问题不会发生。作为一个事务管理框架自然也是支持此配置的，在 @Transactional 注解中有一个 isolation 配置，可以很方便的配置各个事务的隔离级别，等同于connection.setTransactionIsolation()
Isolation {
DEFAULT(-1),
READ_UNCOMMITTED(1),
READ_COMMITTED(2),
REPEATABLE_READ(4),
SERIALIZABLE(8);
}
传播行为 (Propagation behavior)
可能没有接触过 Spring 的人听到传播行为会奇怪，这是个什么东西。
其实这个传播行为和数据库功能无关，只是事务管理器为了处理复杂业务而设计的一个机制。比如现在有这样一个调用场景，A Service -> B Service -> C Service，但是希望 A/B 在一个事务内，C 是一个独立的事务，同时 C 如果出错，不影响 AB 所在的事务。
此时，就可以通过传播行为来处理；将 C Service 的事务配置为@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)即可
Spring 支持以下几种传播行为：
REQUIRED 默认策略，优先使用当前事务（及当前线程绑定的事务资源），如果不存在事务，则开启新事务 SUPPORTS 优先使用当前的事务（及当前线程绑定的事务资源），如果不存在事务，则以无事务方式运行 MANDATORY 优先使用当前的事务，如果不存在事务，则抛出异常 REQUIRES_NEW 创建一个新事务，如果存在当前事务，则挂起（Suspend） NOT_SUPPORTED 以非事务方式执行，如果当前事务存在，则挂起当前事务。 NEVER 以非事务方式执行，如果当前事务存在，则抛出异常
回滚策略
@Transactional 中有 4 个配置回滚策略的属性，分为 Rollback 策略，和 NoRollback 策略
默认情况下，RuntimeException 和 Error 这两种异常会导致事务回滚，普通的 Exception（需要 Catch 的）异常不会回滚。
Rollback
配置需要回滚的异常类
# 异常类Class
Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {};
# 异常类ClassName，可以是FullName/SimpleName
String[] rollbackForClassName() default {};
NoRollback
针对一些要特殊处理的业务逻辑，比如插一些日志表，或者不重要的业务流程，希望就算出错也不影响事务的提交。（搜索公众号Java知音，回复“2021”，送你一份Java面试题宝典）
可以通过配置 NoRollbackFor 来实现，让某些异常不影响事务的状态。
# 异常类Class
Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {};
# 异常类ClassName，可以是FullName/SimpleName
String[] noRollbackForClassName() default {};
只读控制
设置当时事务的只读标示，等同于connection.setReadOnly()
关键名词解释
基本原理
public void execute(TxCallback txCallback){
//获取连接
Connection connection = acquireConnection();
try{
//执行业务代码
doInService();
//提交事务
connection.commit();
}catch (Exception e){
//回滚事务
rollback(connection);
}finally {
//释放连接
releaseConnection(connection);
}
}
Spring 事务管理的基本原理就是以上代码，获取连接 -> 执行代码 -> 提交 / 回滚事务。Spring 只是将这个流程给抽象出来了，所有事务相关的操作都交由 TransactionManager 去实现，然后封装一个模板形式的入口来执行 t
比如org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate的实现：
@Override
public <T> T execute(TransactionCallback<T> action) throws TransactionException {
if (this.transactionManager instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager) {
return ((CallbackPreferringPlatformTransactionManager) this.transactionManager).execute(this, action);
}
else {
//通过事务管理器获取事务
TransactionStatus status = this.transactionManager.getTransaction(this);
T result;
try {
//执行业务代码
result = action.doInTransaction(status);
}
//处理异常回滚
catch (RuntimeException ex) {
// Transactional code threw application exception -> rollback
rollbackOnException(status, ex);
throw ex;
}
catch (Error err) {
// Transactional code threw error -> rollback
rollbackOnException(status, err);
throw err;
}
catch (Exception ex) {
// Transactional code threw unexpected exception -> rollback
rollbackOnException(status, ex);
throw new UndeclaredThrowableException(ex, "TransactionCallback threw undeclared checked exception");
}
//提交事务
this.transactionManager.commit(status);
return result;
}
}
注解形式的事务（@Transactional），实现机制也是一样，基于 Spring 的 AOP，将上面 Template 的模式换成了自动的 AOP，在 AOP 的 Interceptor（org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor）中来执行这套流程：
protected Object invokeWithinTransaction(Method method, Class<?> targetClass, final InvocationCallback invocation)
throws Throwable {
// If the transaction attribute is null, the method is non-transactional.
final TransactionAttribute txAttr = getTransactionAttributeSource().getTransactionAttribute(method, targetClass);
//获取事务管理器
final PlatformTransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr);
final String joinpointIdentification = methodIdentification(method, targetClass);
if (txAttr == null || !(tm instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)) {
// Standard transaction demarcation with getTransaction and commit/rollback calls.
//创建事务
TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(tm, txAttr, joinpointIdentification);
Object retVal = null;
try {
// This is an around advice: Invoke the next interceptor in the chain.
// This will normally result in a target object being invoked.
//执行被“AOP”的代码
retVal = invocation.proceedWithInvocation();
}
catch (Throwable ex) {
// target invocation exception
//处理异常回滚
completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
throw ex;
}
finally {
//清除资源
cleanupTransactionInfo(txInfo);
}
//提交事务
commitTransactionAfterReturning(txInfo);
return retVal;
}
....
}
复杂流程下的事务传播 / 保持相同事务的关键：
对于复杂一些的业务流程，会出现各种类之间的调用，Spring 是如何做到保持同一个事务的？
其实基本原理很简单，只需要将当前事务（Connection）隐式的保存至事务管理器内，后续方法在执行 JDBC 操作前，从事务管理器内获取即可：
比如HibernateTemplate中的SessionFactory中的getCurrentSession，这里的getCurrentSession就是从（可能是间接的）Spring 事务管理器中获取的 Spring 事务管理器将处理事务时的相关临时资源（Connection 等）存在org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationManager中，通过 ThreadLocal 维护
public abstract class TransactionSynchronizationManager {
private static final Log logger = LogFactory.getLog(TransactionSynchronizationManager.class);
private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources =
new NamedThreadLocal<Map<Object, Object>>("Transactional resources");
private static final ThreadLocal<Set<TransactionSynchronization>> synchronizations =
new NamedThreadLocal<Set<TransactionSynchronization>>("Transaction synchronizations");
private static final ThreadLocal<String> currentTransactionName =
new NamedThreadLocal<String>("Current transaction name");
private static final ThreadLocal<Boolean> currentTransactionReadOnly =
new NamedThreadLocal<Boolean>("Current transaction read-only status");
private static final ThreadLocal<Integer> currentTransactionIsolationLevel =
new NamedThreadLocal<Integer>("Current transaction isolation level");
private static final ThreadLocal<Boolean> actualTransactionActive =
new NamedThreadLocal<Boolean>("Actual transaction active");
...
}
针对一些复杂场景，嵌套事务 + 独立事务，涉及到挂起（suspend），恢复（resume）的情况，相关资源也是存储在TransactionSynchronizationManager 中的，方便嵌套事务的处理。比如 A->B 时，A 方法已经开启了事务，并将当前事务资源绑定在TransactionSynchronizationManager，那么执行 B 之前，会检测当前是否已经存在事务；检测方式就是从TransactionSynchronizationManager查找并检测状态，如果已经在事务内，那么就根据不同的传播行为配置来执行不同的逻辑，对于 REQUIRES_NEW 等传播行为的处理会麻烦一些，会涉及到 “挂起（suspend）” 和恢复 (resume) 的操作，原理打通小异，这里就不做过多解释了
常见问题
事务没生效
有下列代码，入口为 test 方法，在 testTx 方法中配置了 @Transactional 注解，同时在插入数据后抛出 RuntimeException 异常，但是方法执行后插入的数据并没有回滚，竟然插入成功了
public void test(){
testTx();
}
@Transactional
public void testTx(){
UrlMappingEntity urlMappingEntity = new UrlMappingEntity();
urlMappingEntity.setUrl("http://www.baidu.com");
urlMappingEntity.setExpireIn(777l);
urlMappingEntity.setCreateTime(new Date());
urlMappingRepository.save(urlMappingEntity);
if(true){
throw new RuntimeException();
}
}
这里不生效的原因是因为入口的方法 / 类没有增加 @Transaction 注解，由于 Spring 的事务管理器也是基于 AOP 实现的，不管是 Cglib(ASM) 还是 Jdk 的动态代理，本质上也都是子类机制；在同类之间的方法调用会直接调用本类代码，不会执行动态代理曾的代码；所以在这个例子中，由于入口方法test没有增加代理注解，所以textTx方法上增加的事务注解并不会生效
异步后事务失效
比如在一个事务方法中，开启了子线程操作库，那么此时子线程的事务和主线程事务是不同的。
因为在 Spring 的事务管理器中，事务相关的资源（连接，session，事务状态之类）都是存放在 TransactionSynchronizationManager 中的，通过 ThreadLocal 存放，如果跨线程的话就无法保证一个事务了
# TransactionSynchronizationManager.java
private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources =
new NamedThreadLocal<>("Transactional resources");
private static final ThreadLocal<Set<TransactionSynchronization>> synchronizations =
new NamedThreadLocal<>("Transaction synchronizations");
private static final ThreadLocal<String> currentTransactionName =
new NamedThreadLocal<>("Current transaction name");
private static final ThreadLocal<Boolean> currentTransactionReadOnly =
new NamedThreadLocal<>("Current transaction read-only status");
private static final ThreadLocal<Integer> currentTransactionIsolationLevel =
new NamedThreadLocal<>("Current transaction isolation level");
private static final ThreadLocal<Boolean> actualTransactionActive =
new NamedThreadLocal<>("Actual transaction active");
事务提交失败
org.springframework.transaction.UnexpectedRollbackException:
Transaction silently rolled back because it has been marked as rollback-only
这个异常是由于在同一个事务内，多个事务方法之间调用，子方法抛出异常，但又被父方法忽略了导致的。
因为子方法抛出了异常，Spring 事务管理器会将当前事务标为失败状态，准备进行回滚，可是当子方法执行完毕出栈后，父方法又忽略了此异常，待方法执行完毕后正常提交时，事务管理器会检查回滚状态，若有回滚标示则抛出此异常。
具体可以参考org.springframework.transaction.support.AbstractPlatformTransactionManager#processCommit
示例代码：
A -> B
# A Service(@Transactional):
public void testTx(){
urlMappingRepo.deleteById(98l);
try{
txSubService.testSubTx();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
# B Service(@Transactional)
public void testSubTx(){
if(true){
throw new RuntimeException();
}
}
参考
https://docs.spring.io/spring/docs/4.2.x/spring-framework-reference/html/transaction.html https://docs.oracle.com/javase/tutorial/jdbc/basics/transactions.html https://www.cnblogs.com/micrari/p/7612962.html
推荐阅读
关于程序员大白
程序员大白是一群哈工大，东北大学，西湖大学和上海交通大学的硕士博士运营维护的号，大家乐于分享高质量文章，喜欢总结知识，欢迎关注[程序员大白]，大家一起学习进步！