Spring是如何保证同一事务获取同一个Connection的?使用Spring的事务同步机制解决:数据库刚插入的记录却查询不到的问题【享学Spring】(中)

简介: Spring是如何保证同一事务获取同一个Connection的?使用Spring的事务同步机制解决:数据库刚插入的记录却查询不到的问题【享学Spring】(中)

TransactionSynchronizationManager


对它简单的解释为:使用TreadLocal记录事务的一些属性,用于应用扩展同步器的使用,在事务的开启,挂起,提交等各个点上回调应用的逻辑


// @since 02.06.2003  它是个抽象类,但是没有任何子类  因为它所有的方法都是静态的
public abstract class TransactionSynchronizationManager {
  // ======保存着一大堆的ThreadLocal 这里就是它的核心存储======
  //  应用代码随事务的声明周期绑定的对象  比如:DataSourceTransactionManager有这么做:
  //TransactionSynchronizationManager.bindResource(obtainDataSource(), txObject.getConnectionHolder());
  // TransactionSynchronizationManager.bindResource(obtainDataSource(), suspendedResources);
  // 简单理解为当前线程的数据存储中心~~~~
  private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources = new NamedThreadLocal<>("Transactional resources");
  // 使用的同步器,用于应用扩展
  // TransactionSynchronization同步器是最为重要的一个扩展点~~~ 这里是个set 所以每个线程都可以注册N多个同步器
  private static final ThreadLocal<Set<TransactionSynchronization>> synchronizations = new NamedThreadLocal<>("Transaction synchronizations");
  // 事务的名称  
  private static final ThreadLocal<String> currentTransactionName = new NamedThreadLocal<>("Current transaction name");
  // 事务是否是只读  
  private static final ThreadLocal<Boolean> currentTransactionReadOnly = new NamedThreadLocal<>("Current transaction read-only status");
  // 事务的隔离级别
  private static final ThreadLocal<Integer> currentTransactionIsolationLevel = new NamedThreadLocal<>("Current transaction isolation level");
  // 事务是否开启   actual:真实的
  private static final ThreadLocal<Boolean> actualTransactionActive = new NamedThreadLocal<>("Actual transaction active");
  // 返回的是个只读视图
  public static Map<Object, Object> getResourceMap() {
    Map<Object, Object> map = resources.get();
    return (map != null ? Collections.unmodifiableMap(map) : Collections.emptyMap());
  }
  public static boolean hasResource(Object key) { ... }
  public static Object getResource(Object key) { ... }
  // actualKey:确定的key  拆包后的
  @Nullable
  private static Object doGetResource(Object actualKey) {
    Map<Object, Object> map = resources.get();
    if (map == null) {
      return null;
    }
    Object value = map.get(actualKey);
    // Transparently remove ResourceHolder that was marked as void...
    // 如果ResourceHolder 被标记为了void空白了。此处直接从map里移除掉对应的key 
    // ~~~~~~~并且返回null~~~~~~~~~~~
    if (value instanceof ResourceHolder && ((ResourceHolder) value).isVoid()) {
      map.remove(actualKey);
      // Remove entire ThreadLocal if empty...
      if (map.isEmpty()) {
        resources.remove();
      }
      value = null;
    }
    return value;
  }
  // 逻辑很简单,就是和当前线程绑定一个Map,并且处理ResourceHolder 如果isVoid就抛错
  public static void bindResource(Object key, Object value) throws IllegalStateException {
    Object actualKey = TransactionSynchronizationUtils.unwrapResourceIfNecessary(key);
    Assert.notNull(value, "Value must not be null");
    Map<Object, Object> 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;
    }
    if (oldValue != null) {
      throw new IllegalStateException("Already value [" + oldValue + "] for key [" +
          actualKey + "] bound to thread [" + Thread.currentThread().getName() + "]");
    }
  }
  public static Object unbindResource(Object key) throws IllegalStateException { ... }
  public static Object unbindResourceIfPossible(Object key) { ... }
  // 同步器是否是激活状态~~~  若是激活状态就可以执行同步器里的相关回调方法了
  public static boolean isSynchronizationActive() {
    return (synchronizations.get() != null);
  }
  // 如果事务已经开启了,就不能再初始化同步器了  而是直接注册
  public static void initSynchronization() throws IllegalStateException {
    if (isSynchronizationActive()) {
      throw new IllegalStateException("Cannot activate transaction synchronization - already active");
    }
    logger.trace("Initializing transaction synchronization");
    synchronizations.set(new LinkedHashSet<>());
  }
  // 注册同步器TransactionSynchronization   这个非常重要 下面有详细介绍这个接口
  // 注册的时候要求当前线程的事务已经是激活状态的  而不是随便就可以调用的哦~~~
  public static void registerSynchronization(TransactionSynchronization synchronization) throws IllegalStateException {
    Assert.notNull(synchronization, "TransactionSynchronization must not be null");
    if (!isSynchronizationActive()) {
      throw new IllegalStateException("Transaction synchronization is not active");
    }
    synchronizations.get().add(synchronization);
  }
  // 返回的是只读视图  并且,并且支持AnnotationAwareOrderComparator.sort(sortedSynchs); 这样排序~~
  public static List<TransactionSynchronization> getSynchronizations() throws IllegalStateException { ... }
  public static void clearSynchronization() throws IllegalStateException { ... }
  ... // 省略name等其余几个属性的get/set方法  因为没有任何逻辑
  // 这个方法列出来,应该下面会解释
  public static void setActualTransactionActive(boolean active) {
    actualTransactionActive.set(active ? Boolean.TRUE : null);
  }
  // 清楚所有和当前线程相关的(注意:此处只是clear清除,和当前线程的绑定而已~~~)
  public static void clear() {
    synchronizations.remove();
    currentTransactionName.remove();
    currentTransactionReadOnly.remove();
    currentTransactionIsolationLevel.remove();
    actualTransactionActive.remove();
  }
}


这里把setActualTransactionActive单独拿出来看一下,以加深对事务执行过程的了解。


TransactionSynchronizationManager.setActualTransactionActive(status.hasTransaction()); // 相当于表示事务为开启了


并且该类的handleExistingTransaction、prepareTransactionStatus等等方法都会此标记有调用,也就是说它会参与到事务的声明周期里面去


备注:以上方法他们统一的判断条件有:TransactionStatus.isNewTransaction()是新事务的时候才会调用这个方进行标记


另外此类它的suspend暂停的时候会直接的这么调用:

TransactionSynchronizationManager.setCurrentTransactionReadOnly(false);
TransactionSynchronizationManager.setActualTransactionActive(false);


resume恢复的时候:

TransactionSynchronizationManager.setCurrentTransactionReadOnly(resourcesHolder.readOnly);
TransactionSynchronizationManager.setActualTransactionActive(resourcesHolder.wasActive);


大体上可以得出这样的一个处理步骤:


  1. 开启新的事务时初始化。第一次开启事务分为:real首次 或 已存在事务但是REQUIRES_NEW
  2. 在事务的嵌套过程中,TransactionSynchronizationManager属性不断更新最终清除。即外层事务挂起;事务提交,这两个点需要更新TransactionSynchronizationManager属性。
  3. 这里面有个内部类AbstractPlatformTransactionManager.SuspendedResourcesHolder它是负责事务挂起时候,保存事物属性的对象,用于恢复外层事务。当恢复外层事务时,根据SuspendedResourcesHolder对象,调用底层事务框架恢复事务属性,并恢复TransactionSynchronizationManager


DefaultTransactionStatus


它实现了TransactionStatus接口。

这个是整个事务框架最重要的状态对象,它贯穿于事务拦截器,spring抽象框架和底层具体事务实现框架之间。


它的重要任务是在新建,挂起,提交事务的过程中保存对应事务的属性。在AbstractPlatformTransactionManager中,每个事物流程都会new创建这个对象


TransactionSynchronizationUtils


这个工具类比较简单,主要是处理TransactionSynchronizationManager和执行TransactionSynchronization它对应的方法们,略~

TransactionSynchronization:事务同步器

这个类非常的重要,它是我们程序员对事务同步的扩展点:用于事务同步回调的接口,AbstractPlatformTransactionManager支持它。


注意:自定义的同步器可以通过实现Ordered接口来自己定制化顺序,若没实现接口就按照添加的顺序执行~

// @since 02.06.2003  实现了java.io.Flushable接口
public interface TransactionSynchronization extends Flushable {
  int STATUS_COMMITTED = 0;
  int STATUS_ROLLED_BACK = 1;
  int STATUS_UNKNOWN = 2;
  // 事务赞提suspend的时候调用此方法
  // 实现这个方法的目的一般是释放掉绑定的resources 
  // TransactionSynchronizationManager#unbindResource
  default void suspend() {
  }
  // 事务恢复时候调用
  // TransactionSynchronizationManager#bindResource
  default void resume() {
  }
  // 将基础会话刷新到数据存储区(如果适用) 比如Hibernate/Jpa的session
  @Override
  default void flush() {
  }
  // 在事务提交之前促发。在AbstractPlatformTransactionManager.processCommit方法里 commit之前触发
  // 事务提交之前,比如flushing SQL statements to the database
  // 请注意:若此处发生了异常,会导致回滚~
  default void beforeCommit(boolean readOnly) {
  }
  // 在beforeCommit之后,在commit/rollback之前执行
  // 它和beforeCommit还有个非常大的区别是:即使beforeCommit抛出异常了  这个也会执行
  default void beforeCompletion() {
  }
  // 这个就非常重要了,它是事务提交(注意事务已经成功提交,数据库已经持久化完成这条数据了)后执行  注意此处是成功提交而没有异常
  // javadoc说了:此处一般可以发短信或者email等操作~~因为事务已经成功提交了
  // =====但是但是但是:======
  // 事务虽然已经提交,但事务资源(链接connection)可能仍然是活动的和可访问的。
  // 因此,此时触发的任何数据访问代码仍将“参与”原始事务 允许执行一些清理(不再执行提交操作!)
  // 除非它明确声明它需要在单独的事务中运行。
  default void afterCommit() {
  }
  // 和上面的区别在于:即使抛出异常回滚了  它也会执行的。它的notice同上
  default void afterCompletion(int status) {
  }
}


我们自定义一个同步器TransactionSynchronization使用得最多的是afterCommit和afterCompletion这两个方法,但是上面的note一定一定要注意,下面我用“人的语言”尝试翻译如下:


  1. 事务虽然已经提交,但是我的连接可能还是活动的(比如使用了连接池链接是不会关闭的)
  2. 若你的回调中刚好又使用到了这个链接,它会参与到原始的事务里面去
  3. 这个时候你参与到了原始事务,但是它并不会给你commit提交。(所以你在这里做的update、insert等默认都将不好使)
  4. 回收资源(链接)的时候,因为你使用的就是原始事务的资源,所以Spring事务还会给你回收掉,从而就可能导致你的程序出错


声明一下:这段白话文"翻译"是我自主的行为,目前还没有得到任何官方、第三方的描述和认可,我是第一个,旨在希望对小伙伴理解这块有所帮助,若有不对的地方请帮忙留言指正,不甚感激~


依旧为了加强理解,看看源码处是怎么个逻辑:


public abstract class AbstractPlatformTransactionManager implements PlatformTransactionManager, Serializable {
  ...
  private void processCommit(DefaultTransactionStatus status) throws TransactionException {
    ...
    try {
      prepareForCommit(status);
      triggerBeforeCommit(status);
      triggerBeforeCompletion(status);
      ...
      doCommit(status);
      // 事务正常提交后  当然triggerAfterCompletion方法上面回滚里有而有个执行 此处不贴出了
      try {
        triggerAfterCommit(status);
      } finally {
        triggerAfterCompletion(status, TransactionSynchronization.STATUS_COMMITTED);
      }
    } finally {
      cleanupAfterCompletion(status);
    }
  }
  ...
  // 清楚、回收事务相关的资源~~~  并且恢复底层事务(若需要~)
  private void cleanupAfterCompletion(DefaultTransactionStatus status) {
    status.setCompleted();
    if (status.isNewSynchronization()) {
      TransactionSynchronizationManager.clear();
    }
    if (status.isNewTransaction()) {
      doCleanupAfterCompletion(status.getTransaction());
    }
    if (status.getSuspendedResources() != null) {
      if (status.isDebug()) {
        logger.debug("Resuming suspended transaction after completion of inner transaction");
      }
      Object transaction = (status.hasTransaction() ? status.getTransaction() : null);
      resume(transaction, (SuspendedResourcesHolder) status.getSuspendedResources());
    }
  }
}


从这个代码结构里可以看到,即使triggerAfterCommit和triggerAfterCompletion全部都执行了(哪怕是抛错了),最终它一定会做的是:cleanupAfterCompletion(status);这一步会回收资源。


那这种情况怎么避免被它回收呢?其实上面JavaDoc也说了:首先是可能,其次Spring建议使用一个新事务处理来避免这种可能性发生


至于什么是新事务?比如上面的new了一个线程,那都别说新事务了,都开新线程,所以肯定是不存在此问题了的。

Spring这里指的是若你还在同一个线程里,同步进行处理的时候,建议新启一个新事务(使用PROPAGATION_REQUIRES_NEW吧~)

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