Spring:事务

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摘要

本文摘抄了 Spring 事务相关的一些理论,主要讲述事务的特性、事务的传播行为、事务的隔离规则。
关键词:事务特性,事务传播事务隔离

一、什么是事务

事务是用来保证数据的完整性和一致性,正如金钱转账,金钱总数不会增加也不会减少。
数据库 事务管理有四个特性(ACID):

特性 描述
原子性(Atomicity) 事务作为一个整体被执行,要么全部被执行,要么都不执行。
一致性(Consistency) 事务应确保数据的状态从一个一致状态转变为另一个一致状态,数据不应该被破坏。
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的修改应该永久性的。

二、Spring 事务管理器

1. 事务管理接口

Spring 中定义了事务管理的总接口 PlatformTransactionManager,该接口定义了以下几个接口来管理事务:

  • getTransaction() - 获取事务状态(TransactionStatus),该事务由(TransactionDefinition 定义)
  • commit() - 提交事务
  • rollback() - 回滚事务

Spring 不直接管理事务,而是提供一个事务管理接口,由其他平台(如 JDBC、Hibernate)自己实现事务管理。

几个具体的事务:

事务名称 管理器类 说明
JDBC 事务 org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager 通过调用 java.sql.Connection 来管理事务
Hibernate org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager 事务管理由 org.hibernate.Transaction 对象负责
Java 持久化 API 事务(JPA) org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager JpaTransactionManager 与由工厂(javax.persistence.EntityManagerFactory)所产生的 JPA EntityManager 合作来构建事务
Java 原生 API 事务 org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager JtaTransactionManager 将事务管理的责任委托给 javax.transaction.UserTransaction 和 javax.transaction.TransactionManager 对象(允许在多个数据库之间管理多个事务

关于 JTA,参考 Java 中的事务——JDBC 事务和 JTA 事务

Spring 事务管理器
(Spring 事务管理器)

2. 事务管理与 AOP

Spring 通过 AOP 拦截所有需要事务管理的业务处理方法。

三、Spring 事务属性

Spring 事务有几个属性,TransactionDefinition 接口可以体现出来:

public interface TransactionDefinition {
	// 事务传播行为定义
	int PROPAGATION_REQUIRED = 0;
	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;
	// 事务隔离级别定义
	int ISOLATION_DEFAULT = -1;
	int ISOLATION_READ_UNCOMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED;
	int ISOLATION_READ_COMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED;
	int ISOLATION_REPEATABLE_READ = Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ;
	int ISOLATION_SERIALIZABLE = Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE;
	// 默认超时时间
	int TIMEOUT_DEFAULT = -1;

	// 获取事务传播行为
	int getPropagationBehavior();
	// 获取事务隔离级别
	int getIsolationLevel();
	// 获取事务超时时间
	int getTimeout();
	// 获取事务是否只读
	boolean isReadOnly();
	// 获取事务名字
	String getName();
}

接口的定义加上回滚规则,事务可以有以下五个基本配置:事务传播行为、事务隔离级别、事务超时、事务只读、回滚规则

1. 传播行为

所谓传播行为(propagation behavior)指一个事务方法被另一个事务方法调用时,事务应该如何处理。被调用的方法可能在现有事务中运行,或者启动一个新的事务,在自己事务内运行。

传播行为 含义 解释
PROPAGATION_REQUIRED 表示当前方法必须运行在事务中。如果当前事务存在,方法将会在该事务中运行。否则,会启动一个新的事务 有且只有一个事务
PROPAGATION_SUPPORTS 表示当前方法不需要事务上下文,但是如果存在当前事务的话,那么该方法会在这个事务中运行 如果方法单独调用则是非事务执行,如果方法被另一个有事务的方法调用,被调用方法则加入事务
PROPAGATION_MANDATORY 表示该方法必须在事务中运行,如果当前事务不存在,则会抛出一个异常 如果单独非事务调用会抛异常,必须被其它事务方法调用,加入到事务中。
PROPAGATION_REQUIRED_NEW 表示当前方法必须运行在它自己的事务中。一个新的事务将被启动。如果存在当前事务,在该方法执行期间,当前事务会被挂起。如果使用 JTATransactionManager 的话,则需要访问 TransactionManager 总是开启一个新的事务,原调用事务存在的话会被挂起,直至事务完成。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 表示该方法不应该运行在事务中。如果存在当前事务,在该方法运行期间,当前事务将被挂起。如果使用 JTATransactionManager 的话,则需要访问 TransactionManager 总是非事务地执行该方法,如果调用事务存在的话会被挂起,直至方法执行完成
PROPAGATION_NEVER 表示当前方法不应该运行在事务上下文中。如果当前正有一个事务在运行,则会抛出异常 总是非事务性执行方法,否则抛出异常
PROPAGATION_NESTED 表示如果当前已经存在一个事务,那么该方法将会在嵌套事务中运行。嵌套的事务可以独立于当前事务进行单独地提交或回滚。如果当前事务不存在,那么其行为与 PROPAGATION_REQUIRED 一样。注意各厂商对这种传播行为的支持是有所差异的。可以参考资源管理器的文档来确认它们是否支持嵌套事务 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。

2. 隔离规则

事务的执行会存在并发的,隔离级别定义了一个事务受其它并发事务影响的程度。

有两个表格:

并发事务引起的问题

问题 定义 出现原因
脏读 读到无效的数据 当一个事务读取了另一个事务修改但未提交的数据,如果修改回滚,则事务读取了无效的数据。
不可重复读 同一个事务中两次相同查询中,读取到不同的数据 一个事务两次查询期间,另一个并发事务对数据进行了更新。
幻读 同一个事务在两次相同的查询中,读取到不同记录数的数据 一个事务两次查询期间,另一个并发事务进行了数据新增或删除。

隔离级别

隔离级别 说明 并发事务可能引起的问题
ISOLATION_DEFAULT 使用后端数据库默认的隔离级别 具体情况具体分析
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED 最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更 脏读、不可重复读、幻读
ISOLATION_READ_COMMITTED 允许读取并发事务已经提交的数据 不可重复读、幻读
ISOLATION_REPEATABLE_READ 对同一字段的多次读取结果一致,除非字段被本事务修改 幻读
ISOLATION_SERIALIZABLE 最高的隔离级别,完全服从 ACID 原则,通常通过锁表实现(最慢)

3. 事务超时

给定事务一个超时时间,如果特定时间事务没有执行完毕,事务会自动回滚。

4. 是否只读?

设置了只读事务,那么在此事务执行过程中,其它事务对数据库的修改对于该事务来说是透明的,即看不到其它事务修改后的数据。这通常用于执行多次查询来统计信息时,能够保证数据的整体一致性

5. 回滚规则

回滚规则定义了哪些异常,事务会进行回滚。默认情况下,事务只有遇到运行时异常才会回滚,而在遇到检查型异常时不会回滚。

四、Spring 事务管理形式

1. 编程式事务

使用 TransactionTemplate 或 PlatformTransactionManager

TransactionTemplate tt = new TransactionTemplate();
tt.execute(status -> {
	// 执行操作
	doSth();
	// 返回操作结果
	return obj;
});

2. 声明式事务

参考:Spring 事务配置的五种方式

六、总结

  1. Spring 定义了事务管理器的接口,具体实现由特定平台来实现;
  2. Spring 事务有五个属性:事务传播行为、事务隔离级别、事务超时、事务只读、回滚规则;
  3. 传播行为:required、supports、mandatory、required_new、not_support、never、nested;
  4. 隔离级别:default、read_uncommited、read_committed、repeatable_read、serializable;

参考资料

  1. Spring 事务管理(详解 + 实例)
  2. Spring 事务管理原理探究
  • Java

    Java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的。Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性。

    3187 引用 • 8213 回帖
  • Spring

    Spring 是一个开源框架,是于 2003 年兴起的一个轻量级的 Java 开发框架,由 Rod Johnson 在其著作《Expert One-On-One J2EE Development and Design》中阐述的部分理念和原型衍生而来。它是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的。框架的主要优势之一就是其分层架构,分层架构允许使用者选择使用哪一个组件,同时为 JavaEE 应用程序开发提供集成的框架。

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