《我要进大厂》- Spring事务 夺命连环8问,你能坚持到第几问?(Spring事务篇)(一)

本文涉及的产品
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,高可用系列 2核4GB
简介: 《我要进大厂》- Spring事务 夺命连环8问,你能坚持到第几问?(Spring事务篇)

一、什么是事务?

事务是逻辑上的一组操作,要么都执行,要么都不执行。

相信大家应该都能背上面这句话了,下面我结合我们日常的真实开发来谈一谈。

我们系统的每个业务方法可能包括了多个原子性的数据库操作,比如下面的 savePerson() 方法中就有两个原子性的数据库操作。这些原子性的数据库操作是有依赖的,它们要么都执行,要不就都不执行。

  public void savePerson() {
    personDao.save(person);
    personDetailDao.save(personDetail);
  }

另外,需要格外注意的是:事务能否生效数据库引擎是否支持事务是关键。比如常用的 MySQL 数据库默认使用支持事务的 innodb引擎。但是,如果把数据库引擎变为 myisam,那么程序也就不再支持事务了!


事务最经典也经常被拿出来说例子就是转账了。假如小明要给小红转账 1000 元,这个转账会涉及到两个关键操作就是:


将小明的余额减少 1000 元。

将小红的余额增加 1000 元。

万一在这两个操作之间突然出现错误比如银行系统崩溃或者网络故障,导致小明余额减少而小红的余额没有增加,这样就不对了。事务就是保证这两个关键操作要么都成功,要么都要失败。

public class OrdersService {
  private AccountDao accountDao;
  public void setOrdersDao(AccountDao accountDao) {
    this.accountDao = accountDao;
  }
  @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED,
                isolation = Isolation.DEFAULT, readOnly = false, timeout = -1)
  public void accountMoney() {
    //小红账户多1000
    accountDao.addMoney(1000,xiaohong);
    //模拟突然出现的异常,比如银行中可能为突然停电等等
    //如果没有配置事务管理的话会造成,小红账户多了1000而小明账户没有少钱
    int i = 10 / 0;
    //小王账户少1000
    accountDao.reduceMoney(1000,xiaoming);
  }
}

另外,数据库事务的 ACID 四大特性是事务的基础,下面简单来了解一下。


二、事务的特性(ACID)了解么?


原子性(Atomicity): 一个事务(transaction)中的所有操作,或者全部完成,或者全部不完成,不会结束在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误,会被回滚(Rollback)到事务开始前的状态,就像这个事务从来没有执行过一样。即,事务不可分割、不可约简。

一致性(Consistency): 在事务开始之前和事务结束以后,数据库的完整性没有被破坏。这表示写入的资料必须完全符合所有的预设约束、触发器、级联回滚等。

隔离性(Isolation): 数据库允许多个并发事务同时对其数据进行读写和修改的能力,隔离性可以防止多个事务并发执行时由于交叉执行而导致数据的不一致。事务隔离分为不同级别,包括未提交读(Read uncommitted)、提交读(read committed)、可重复读(repeatable read)和串行化(Serializable)。

持久性(Durability): 事务处理结束后,对数据的修改就是永久的,即便系统故障也不会丢失。

参考 :https://zh.wikipedia.org/wiki/ACID


三、详谈 Spring 对事务的支持


⚠️ 再提醒一次: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。


这里再多提一下一个非常重要的知识点: MySQL 怎么保证原子性的?


我们知道如果想要保证事务的原子性,就需要在异常发生时,对已经执行的操作进行回滚,在 MySQL 中,恢复机制是通过 回滚日志(undo log) 实现的,所有事务进行的修改都会先先记录到这个回滚日志中,然后再执行相关的操作。如果执行过程中遇到异常的话,我们直接利用 回滚日志 中的信息将数据回滚到修改之前的样子即可!并且,回滚日志会先于数据持久化到磁盘上。这样就保证了即使遇到数据库突然宕机等情况,当用户再次启动数据库的时候,数据库还能够通过查询回滚日志来回滚将之前未完成的事务。


3.1 Spring 支持两种方式的事务管理


编程式事务管理

通过 TransactionTemplate或者TransactionManager手动管理事务,实际应用中很少使用,但是对于你理解 Spring 事务管理原理有帮助。


使用TransactionTemplate 进行编程式事务管理的示例代码如下:

@Autowired
private TransactionTemplate transactionTemplate;
public void testTransaction() {
        transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
            @Override
            protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus transactionStatus) {
                try {
                    // ....  业务代码
                } catch (Exception e){
                    //回滚
                    transactionStatus.setRollbackOnly();
                }
            }
        });
}

使用 TransactionManager 进行编程式事务管理的示例代码如下:

@Autowired
private PlatformTransactionManager transactionManager;
public void testTransaction() {
  TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
          try {
               // ....  业务代码
              transactionManager.commit(status);
          } catch (Exception e) {
              transactionManager.rollback(status);
          }
}

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:

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public void aMethod {
  //do something
  B b = new B();
  C c = new C();
  b.bMethod();
  c.cMethod();
}

3.2 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 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。

我们可以把 PlatformTransactionManager 接口可以被看作是事务上层的管理者,而 TransactionDefinition 和 TransactionStatus 这两个接口可以看作是事务的描述。


PlatformTransactionManager ==会根据 TransactionDefinition 的定义比如事务超时时间、隔离级别、传播行为等来进行事务管理 ,==而 TransactionStatus 接口则提供了一些方法来获取事务相应的状态比如是否新事务、是否可以回滚等等。


PlatformTransactionManager:事务管理接口

Spring 并不直接管理事务,而是提供了多种事务管理器 。Spring 事务管理器的接口是: PlatformTransactionManager 。


通过这个接口,Spring 为各个平台如 JDBC(DataSourceTransactionManager)、Hibernate(HibernateTransactionManager)、JPA(JpaTransactionManager)等都提供了对应的事务管理器,但是具体的实现就是各个平台自己的事情了。


PlatformTransactionManager 接口的具体实现如下:


b18c1aa74ee74f7b378c90c7de74cb7b.png


PlatformTransactionManager接口中定义了三个方法:

package org.springframework.transaction;
import org.springframework.lang.Nullable;
public interface PlatformTransactionManager {
    //获得事务
    TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition var1) throws TransactionException;
    //提交事务
    void commit(TransactionStatus var1) throws TransactionException;
    //回滚事务
    void rollback(TransactionStatus var1) throws TransactionException;
}


这里多插一嘴。为什么要定义或者说抽象出来PlatformTransactionManager这个接口呢?


主要是因为要将事务管理行为抽象出来,然后不同的平台去实现它,这样我们可以保证提供给外部的行为不变,方便我们扩展。


我前段时间在我的知识星球分享过:“为什么我们要用接口?” 。


《设计模式》(GOF 那本)这本书在很多年前都提到过说要基于接口而非实现编程,你真的知道为什么要基于接口编程么?


纵观开源框架和项目的源码,接口是它们不可或缺的重要组成部分。要理解为什么要用接口,首先要搞懂接口提供了什么功能。我们可以把接口理解为提供了一系列功能列表的约定,接口本身不提供功能,它只定义行为。但是谁要用,就要先实现我,遵守我的约定,然后再自己去实现我定义的要实现的功能。


举个例子,我上个项目有发送短信的需求,为此,我们定了一个接口,接口只有两个方法:


1.发送短信

2.处理发送结果的方法。


刚开始我们用的是阿里云短信服务,然后我们实现这个接口完成了一个阿里云短信的服务。后来,我们突然又换到了别的短信服务平台,我们这个时候只需要再实现这个接口即可。这样保证了我们提供给外部的行为不变。几乎不需要改变什么代码,我们就轻松完成了需求的转变,提高了代码的灵活性和可扩展性。


什么时候用接口?当你要实现的功能模块设计抽象行为的时候,比如发送短信的服务,图床的存储服务等等。


TransactionDefinition:事务属性


事务管理器接口 PlatformTransactionManager 通过 getTransaction(TransactionDefinition definition) 方法来得到一个事务,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。


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:


隔离级别

传播行为

回滚规则

是否只读

事务超时

TransactionDefinition 接口中定义了 5 个方法以及一些表示事务属性的常量比如隔离级别、传播行为等等。

package org.springframework.transaction;
import org.springframework.lang.Nullable;
public interface TransactionDefinition {
    int PROPAGATION_REQUIRED = 0;//传播行为
    int PROPAGATION_SUPPORTS = 1;
    int PROPAGATION_MANDATORY = 2;
    int PROPAGATION_REQUIRES_NEW = 3;
    int PROPAGATION_NOT_SUPPORTED = 4;
    int PROPAGATION_NEVER = 5;
    int PROPAGATION_NESTED = 6;
    int ISOLATION_DEFAULT = -1;//隔离级别
    int ISOLATION_READ_UNCOMMITTED = 1;
    int ISOLATION_READ_COMMITTED = 2;
    int ISOLATION_REPEATABLE_READ = 4;
    int ISOLATION_SERIALIZABLE = 8;
    int TIMEOUT_DEFAULT = -1;//超时
    // 返回事务的传播行为,默认值为 REQUIRED。
    int getPropagationBehavior();
    //返回事务的隔离级别,默认值是 DEFAULT
    int getIsolationLevel();
    // 返回事务的超时时间,默认值为-1。如果超过该时间限制但事务还没有完成,则自动回滚事务。
    int getTimeout();
    // 返回是否为只读事务,默认值为 false
    boolean isReadOnly();
    @Nullable
    String getName();
}


TransactionStatus:事务状态

TransactionStatus接口用来记录事务的状态 该接口定义了一组方法,用来获取或判断事务的相应状态信息。


PlatformTransactionManager.getTransaction(…)方法返回一个 TransactionStatus 对象。


TransactionStatus 接口接口内容如下:


public interface TransactionStatus{
    boolean isNewTransaction(); // 是否是新的事务
    boolean hasSavepoint(); // 是否有恢复点
    void setRollbackOnly();  // 设置为只回滚
    boolean isRollbackOnly(); // 是否为只回滚
    boolean isCompleted; // 是否已完成
}

3.3 事务属性详解


实际业务开发中,大家一般都是使用 @Transactional 注解来开启事务,很多人并不清楚这个参数里面的参数是什么意思,有什么用。为了更好的在项目中使用事务管理,强烈推荐好好阅读一下下面的内容。


事务传播行为

事务传播行为是为了解决业务层方法之间互相调用的事务问题。


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。


举个例子:我们在 A 类的aMethod()方法中调用了 B 类的 bMethod() 方法。这个时候就涉及到业务层方法之间互相调用的事务问题。如果我们的 bMethod()如果发生异常需要回滚,如何配置事务传播行为才能让 aMethod()也跟着回滚呢?这个时候就需要事务传播行为的知识了,如果你不知道的话一定要好好看一下。


Class A {
    @Transactional(propagation = Propagation.xxx)
    public void aMethod {
        //do something
        B b = new B();
        b.bMethod();
    }
}
Class B {
    @Transactional(propagation = Propagation.xxx)
    public void bMethod {
       //do something
    }
}
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