Spring事务整理

工作了几年了，今天抽时间整理一下spring的事务，说起spring的事务是面试的时候面试官经常提及的问题，接下来结合网上资料再总结下spring的事务

spring事务在很多小型的公司都不怎么考虑的，新入行的小伙伴们也很少能接触到这些东西。也不排除有喜爱学习的同学利用业余时间自学这块东西，废话不多。直接进入今天的正题

提到spring事务就必须提到Spring AOP,提到AOP又涉及到动态代理，这些内容今天就不讨论了。主要还是以spring事务为主来总结。

事务有四个特性：ACID

原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作，由一系列动作组成。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用。

一致性（Consistency）：一旦事务完成（不管成功还是失败），系统必须确保它所建模的业务处于一致的状态，而不会是部分完成部分失败。在现实中的数据不应该被破坏。

隔离性（Isolation）：可能有许多事务会同时处理相同的数据，因此每个事务都应该与其他事务隔离开来，防止数据损坏。

持久性（Durability）：一旦事务完成，无论发生什么系统错误，它的结果都不应该受到影响，这样就能从任何系统崩溃中恢复过来。通常情况下，事务的结果被写到持久化存储器中。

一、Spring事务的核心接口

Spring在TransactionDefinition接口中定义这些属性,以供PlatfromTransactionManager使用, PlatfromTransactionManager是spring事务管理的核心接口。

二、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：

1、获取连接 Connection con = DriverManager.getConnection()

2、开启事务con.setAutoCommit(true/false);

3、执行CRUD

4、提交事务/回滚事务 con.commit() / con.rollback();

5、关闭连接 conn.close();

使用Spring的事务管理功能后，我们可以不再写步骤 2 和 4 的代码，而是由Spirng 自动完成。那么Spring是如何在我们书写的 CRUD 之前和之后开启事务和关闭事务的呢？解决这个问题，也就可以从整体上理解Spring的事务管理实现原理了。下面简单地介绍下，注解方式为例子

1、配置文件开启注解驱动，在相关的类和方法上通过注解@Transactional标识。

2、spring 在启动的时候会去解析生成相关的bean，这时候会查看拥有相关注解的类和方法，并且为这些类和方法生成代理，并根据@Transaction的相关参数进行相关配置注入，这样就在代理中为我们把相关的事务处理掉了（开启正常提交事务，异常回滚事务）。

3、真正的数据库层的事务提交和回滚是通过binlog或者redo log实现的。

上面讲到的事务管理器接口PlatformTransactionManager通过getTransaction(TransactionDefinition definition)方法来得到事务，这个方法里面的参数是TransactionDefinition类，这个类就定义了一些基本的事务属性。
那么什么是事务属性呢？事务属性可以理解成事务的一些基本配置，描述了事务策略如何应用到方法上。事务属性包含了5个方面，如图所示：

而TransactionDefinition接口内容如下：

public interface TransactionDefinition {
    int getPropagationBehavior(); // 返回事务的传播行为
    int getIsolationLevel(); // 返回事务的隔离级别，事务管理器根据它来控制另外一个事务可以看到本事务内的哪些数据
    int getTimeout();  // 返回事务必须在多少秒内完成
    boolean isReadOnly(); // 事务是否只读，事务管理器能够根据这个返回值进行优化，确保事务是只读的
}

我们可以发现TransactionDefinition正好用来定义事务属性，下面详细介绍一下各个事务属性。

二、事务的传播行为（在TransactionDefinition接口中定义了七个事务传播行为）

事务的第一个方面是传播行为（propagation behavior）。当事务方法被另一个事务方法调用时，必须指定事务应该如何传播。例如：方法可能继续在现有事务中运行，也可能开启一个新事务，并在自己的事务中运行。Spring定义了七种传播行为：

（1）PROPAGATION_REQUIRED 如果存在一个事务，则支持当前事务。如果没有事务则开启一个新的事务。

Java代码：

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED 
methodA{ 
    …… 
    methodB(); 
    …… 
}

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED 
methodB{ 
   …… 
}

tips:使用spring声明式事务，spring使用AOP来支持声明式事务，会根据事务属性，自动在方法调用之前决定是否开启一个事务，并在方法执行之后决定事务提交或回滚事务。

单独调用methodB方法：

Java代码:

main{ 
    metodB(); 
}

相当于

Java代码

    Main{     
        Connection con=null;     
        try{     
            con = getConnection();    
            con.setAutoCommit(false);     
            //方法调用    
            methodB();     
            //提交事务    
            con.commit(); 
    
    } Catch(RuntimeException ex){    
        //回滚事务
        con.rollback();      
    }     
    finally{     
        //释放资源    
        closeCon(); 
    
    } 
}

Spring保证在methodB方法中所有的调用都获得到一个相同的连接。在调用methodB时，没有一个存在的事务，所以获得一个新的连接，开启了一个新的事务。

单独调用MethodA时，在MethodA内又会调用MethodB.

执行效果相当于：

Java代码:

 main{ 
    Connection con = null; 
    try{ 
    con = getConnection(); 
        methodA(); 
    con.commit(); 
    } 
    catch(RuntimeException ex){ 
    con.rollback(); 
    } 
    finally{ 
       closeCon(); 
    }  
    }

调用MethodA时，环境中没有事务，所以开启一个新的事务.当在MethodA中调用MethodB时，环境中已经有了一个事务，所以methodB就加入当前事务。

（2）PROPAGATION_SUPPORTS 如果存在一个事务，支持当前事务。如果没有事务，则非事务的执行。但是对于事务同步的事务管理器，PROPAGATION_SUPPORTS与不使用事务有少许不同。

Java代码：

    

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED 
methodA(){ 
  methodB(); 
}

//事务属性 PROPAGATION_SUPPORTS 
methodB(){ 
  …… 
}

单纯的调用methodB时，methodB方法是非事务的执行的。当调用methdA时,methodB则加入了methodA的事务中,事务地执行。

（3）PROPAGATION_MANDATORY 如果已经存在一个事务，支持当前事务。如果没有一个活动的事务，则抛出异常。

Java代码：

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED 
methodA(){ 
  methodB(); 
}
    
//事务属性 PROPAGATION_MANDATORY 
methodB(){ 
…… 
}

当单独调用methodB时，因为当前没有一个活动的事务，则会抛出异常throw new IllegalTransactionStateException("Transaction propagation 'mandatory' but no existing transaction found");当调用methodA时，methodB则加入到methodA的事务中，事务地执行。

（4）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。

Java代码：

  

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED 
methodA(){ 
    doSomeThingA(); 
    methodB(); 
    doSomeThingB(); 
}

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 
methodB(){ 
   …… 
}

Java代码：

main(){ 
  methodA(); 
}

相当于

Java代码：

main(){ 
  TransactionManager tm = null; 
try{ 
  //获得一个JTA事务管理器 
    tm = getTransactionManager(); 
    tm.begin();//开启一个新的事务 
    Transaction ts1 = tm.getTransaction(); 
    doSomeThing(); 
    tm.suspend();//挂起当前事务 
    try{ 
      tm.begin();//重新开启第二个事务 
      Transaction ts2 = tm.getTransaction(); 
      methodB(); 
      ts2.commit();//提交第二个事务 
   } 
  Catch(RunTimeException ex){ 
      ts2.rollback();//回滚第二个事务 
  } 
  finally{ 
     //释放资源 
   } 
    //methodB执行完后，复恢第一个事务 
    tm.resume(ts1); 
doSomeThingB(); 
    ts1.commit();//提交第一个事务 
} 
catch(RunTimeException ex){ 
   ts1.rollback();//回滚第一个事务 
} 
finally{ 
   //释放资源 
} 
}

在这里，我把ts1称为外层事务，ts2称为内层事务。从上面的代码可以看出，ts2与ts1是两个独立的事务，互不相干。Ts2是否成功并不依赖于 ts1。如果methodA方法在调用methodB方法后的doSomeThingB方法失败了，而methodB方法所做的结果依然被提交。而除了 methodB之外的其它代码导致的结果却被回滚了。使用PROPAGATION_REQUIRES_NEW,需要使用 JtaTransactionManager作为事务管理器。
（5）PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 总是非事务地执行，并挂起任何存在的事务。使用PROPAGATION_NOT_SUPPORTED,也需要使用JtaTransactionManager作为事务管理器。（代码示例同上，可同理推出）

（6）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；

（7）PROPAGATION_NESTED如果一个活动的事务存在，则运行在一个嵌套的事务中. 如果没有活动事务, 则按TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED 属性执行。这是一个嵌套事务,使用JDBC 3.0驱动时,仅仅支持DataSourceTransactionManager作为事务管理器。需要JDBC 驱动的java.sql.Savepoint类。有一些JTA的事务管理器实现可能也提供了同样的功能。使用PROPAGATION_NESTED，还需要把PlatformTransactionManager的nestedTransactionAllowed属性设为true;而 nestedTransactionAllowed属性值默认为false;

Java代码：

    

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED 
methodA(){ 
   doSomeThingA(); 
   methodB(); 
   doSomeThingB(); 
}

//事务属性 PROPAGATION_NESTED 
methodB(){ 
  …… 
}

如果单独调用methodB方法，则按REQUIRED属性执行。如果调用methodA方法，相当于下面的效果：

Java代码：

   



 main(){ 
    Connection con = null; 
    Savepoint savepoint = null; 
    try{ 
       con = getConnection(); 
       con.setAutoCommit(false); 
       doSomeThingA(); 
       savepoint = con2.setSavepoint(); 
       try{ 
           methodB(); 
       }catch(RuntimeException ex){ 
          con.rollback(savepoint); 
       } 
       finally{ 
         //释放资源 
      }
    
       doSomeThingB(); 
       con.commit(); 
    } 
    catch(RuntimeException ex){ 
      con.rollback(); 
    } 
    finally{ 
       //释放资源 
    } 
    }

当methodB方法调用之前，调用setSavepoint方法，保存当前的状态到savepoint。如果methodB方法调用失败，则恢复到之前保存的状态。但是需要注意的是，这时的事务并没有进行提交，如果后续的代码(doSomeThingB()方法)调用失败，则回滚包括methodB方法的所有操作。

嵌套事务一个非常重要的概念就是内层事务依赖于外层事务。外层事务失败时，会回滚内层事务所做的动作。而内层事务操作失败并不会引起外层事务的回滚。

PROPAGATION_NESTED 与PROPAGATION_REQUIRES_NEW的区别:它们非常类似,都像一个嵌套事务，如果不存在一个活动的事务，都会开启一个新的事务。使用 PROPAGATION_REQUIRES_NEW时，内层事务与外层事务就像两个独立的事务一样，一旦内层事务进行了提交后，外层事务不能对其进行回滚。两个事务互不影响。两个事务不是一个真正的嵌套事务。同时它需要JTA事务管理器的支持。

使用PROPAGATION_NESTED时，外层事务的回滚可以引起内层事务的回滚。而内层事务的异常并不会导致外层事务的回滚，它是一个真正的嵌套事务。DataSourceTransactionManager使用savepoint支持PROPAGATION_NESTED时，需要JDBC 3.0以上驱动及1.4以上的JDK版本支持。其它的JTA TrasactionManager实现可能有不同的支持方式。

PROPAGATION_REQUIRES_NEW 启动一个新的, 不依赖于环境的 "内部" 事务. 这个事务将被完全 commited 或 rolled back 而不依赖于外部事务, 它拥有自己的隔离范围, 自己的锁, 等等. 当内部事务开始执行时, 外部事务将被挂起, 内务事务结束时, 外部事务将继续执行。

另一方面, PROPAGATION_NESTED 开始一个 "嵌套的" 事务, 它是已经存在事务的一个真正的子事务. 潜套事务开始执行时, 它将取得一个 savepoint. 如果这个嵌套事务失败, 我们将回滚到此 savepoint. 潜套事务是外部事务的一部分, 只有外部事务结束后它才会被提交。

由此可见, PROPAGATION_REQUIRES_NEW 和 PROPAGATION_NESTED 的最大区别在于, PROPAGATION_REQUIRES_NEW 完全是一个新的事务, 而 PROPAGATION_NESTED 则是外部事务的子事务, 如果外部事务 commit, 潜套事务也会被 commit, 这个规则同样适用于 roll back.
PROPAGATION_REQUIRED应该是我们首先的事务传播行为。它能够满足我们大多数的事务需求。

三、事务的隔离级别（TransactionDefinition接口中定义五个隔离级别）

事务的隔离级别使用@Transactional的Isolation属性可以指定事务的隔离级别。但事务的隔离级别是由底层的数据库实现的，并不是由Spring来实现。

ISOLATION_DEFAULT：这是默认的隔离级别，使用数据库默认的事务隔离级别.下边的四个与JDBC的隔离级别相对应.
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：
这是事务最低的隔离级别，它充许另外一个事务可以看到这个事务未提交的数据。这种隔离级别会产生脏读，不可重复读和幻像读。

ISOLATION_READ_COMMITTED：保证一个事务修改的数据提交后才能被另外一个事务读取。另外一个事务不能读取该事务未提交的数据。这种事务隔离级别可以避免脏读出现，但是可能会出现不可重复读和幻像读。

ISOLATION_REPEATABLE_READ：这种事务隔离级别可以防止脏读，不可重复读。但是可能出现幻像读。它除了保证一个事务不能读取另一个事务未提交的数据外,还保证了不可重复读。

ISOLATION_SERIALIZABLE：
这是花费最高代价但是最可靠的事务隔离级别。事务被处理为顺序执行。除了防止脏读，不可重复读外，还避免了幻像读。

脏读：一事务对数据进行了增删改，但未提交，另一事务可以读取到未提交的数据。如果第一个事务这时候回滚了，那么第二个事务就读到了脏数据。

不可重复读：一个事务中发生了两次读操作，第一次读操作和第二次操作之间，另外一个事务对数据进行了修改，这时候两次读取的数据是不一致的。

幻读：第一个事务对一定范围的数据进行批量修改，第二个事务在这个范围增加一条数据，这时候第一个事务就会丢失对新增数据的修改。

总结：

隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。

大多数的数据库默认隔离级别为 Read Commited，比如 SqlServer、Oracle

少数数据库默认隔离级别为：Repeatable Read 比如： MySQL InnoDB

参考文章如下：
spring事务管理(详解和实例)

Spring 事务机制详解

Spring事务整理