使用SpringBoot項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)一個(gè)本地事務(wù)管理功能

使用SpringBoot項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)一個(gè)本地事務(wù)管理功能？相信很多沒有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無策，為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個(gè)問題。

1. SpringBoot 事務(wù)

一直在用 SpringBoot 中的 @Transactional 來做事務(wù)管理，但是很少?zèng)]想過 SpringBoot 是如何實(shí)現(xiàn)事務(wù)管理的，今天從源碼入手，看看 @Transactional 是如何實(shí)現(xiàn)事務(wù)的，最后我們結(jié)合源碼的理解，自己動(dòng)手寫一個(gè)類似的注解來實(shí)現(xiàn)事務(wù)管理，幫助我們加深理解。

1.1. 事務(wù)的隔離級(jí)別

事務(wù)為什么需要隔離級(jí)別呢？這是因?yàn)樵诓l(fā)事務(wù)情況下，如果沒有隔離級(jí)別會(huì)導(dǎo)致如下問題：

• 臟讀 (Dirty Read) ：當(dāng)A事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，但是這種修改還沒有提交到數(shù)據(jù)庫中，B事務(wù)同時(shí)在訪問這個(gè)數(shù)據(jù)，由于沒有隔離，B獲取的數(shù)據(jù)有可能被A事務(wù)回滾，這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)不一致的問題。

• 丟失修改 (Lost To Modify)：當(dāng)A事務(wù)訪問數(shù)據(jù)100，并且修改為100-1=99，同時(shí)B事務(wù)讀取數(shù)據(jù)也是100，修改數(shù)據(jù)100-1=99，最終兩個(gè)事務(wù)的修改結(jié)果為99，但是實(shí)際是98。事務(wù)A修改的數(shù)據(jù)被丟失了。

• 不可重復(fù)讀 (Unrepeatable Read)：指A事務(wù)在讀取數(shù)據(jù)X=100的時(shí)候，B事務(wù)把數(shù)據(jù)X=100修改為X=200,這個(gè)時(shí)候A事務(wù)第二次讀取數(shù)據(jù)X的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)X=200了，導(dǎo)致了在整個(gè)A事務(wù)期間，兩次讀取數(shù)據(jù)X不一致了，這就是不可重復(fù)讀。

• 幻讀 (Phantom Read)：幻讀和不可重復(fù)讀類似。幻讀表現(xiàn)在，當(dāng)A事務(wù)讀取表數(shù)據(jù)時(shí)候，只有3條數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)候B事務(wù)插入了2條數(shù)據(jù)，當(dāng)A事務(wù)再次讀取的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)有5條記錄了，平白無故多了2條記錄，就像幻覺一樣。

不可重復(fù)讀 VS 幻讀

不可重復(fù)讀的重點(diǎn)是修改 ：同樣的條件 , 你讀取過的數(shù)據(jù) , 再次讀取出來發(fā)現(xiàn)值不一樣了，重點(diǎn)在更新操作。
幻讀的重點(diǎn)在于新增或者刪除：同樣的條件 , 第 1 次和第 2 次讀出來的記錄數(shù)不一樣，重點(diǎn)在增刪操作。

所以，為了避免上述的問題，事務(wù)中就有了隔離級(jí)別的概念，在Spring中定義了五種表示隔離級(jí)別的常量 TransactionDefinition：

• ISOLATION_DEFAULT：數(shù)據(jù)庫默認(rèn)的隔離級(jí)別，MySQL默認(rèn)采用的 REPEATABLE_READ 隔離級(jí)別。

• ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：最低的隔離級(jí)別，允許讀取未提交的數(shù)據(jù)變更，可能會(huì)導(dǎo)致臟讀、幻讀或不可重復(fù)讀。

• ISOLATION_READ_COMMITTED：允許讀取并發(fā)事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，可以阻止臟讀，但是幻讀或不可重復(fù)讀仍有可能發(fā)生。

• ISOLATION_REPEATABLE_READ：對(duì)同一字段的多次讀取結(jié)果都是一致的，除非數(shù)據(jù)是被本身事務(wù)自己所修改，可以阻止臟讀和不可重復(fù)讀，但幻讀仍有可能發(fā)生。MySQL中通過MVCC解決了該隔離級(jí)別下出現(xiàn)幻讀的可能。

• ISOLATION_SERIALIZABLE：串行化隔離級(jí)別，該級(jí)別可以防止臟讀、不可重復(fù)讀以及幻讀，但是串行化會(huì)影響性能。

1.2. Spring中事務(wù)的傳播機(jī)制

為什么Spring中要搞一套事務(wù)的傳播機(jī)制呢？這是Spring給我們提供的事務(wù)增強(qiáng)工具，主要是解決方法之間調(diào)用，事務(wù)如何處理的問題。比如有方法A、方法B和方法C，在A中調(diào)用了方法B和方法C。偽代碼如下：

MethodA() {
 MethodB()；
 MethodC();
}

假設(shè)三個(gè)方法中都開啟了自己的事務(wù)，那么他們之間是什么關(guān)系呢？MethodA的回滾會(huì)影響MethodB和MethodC嗎？Spring中的事務(wù)傳播機(jī)制就是解決這個(gè)問題的。
Spring中定義了七種事務(wù)傳播行為：

• PROPAGATION_REQUIRED： 如果存在一個(gè)事務(wù)，則支持當(dāng)前事務(wù)。如果沒有事務(wù)則開啟一個(gè)新的事務(wù)。

• PROPAGATION_SUPPORTS： 如果存在一個(gè)事務(wù)，支持當(dāng)前事務(wù)。如果沒有事務(wù)，則非事務(wù)的執(zhí)行。但是對(duì)于事務(wù)同步的事務(wù)管理器，PROPAGATION_SUPPORTS與不使用事務(wù)有少許不同。

• PROPAGATION_MANDATORY： 如果已經(jīng)存在一個(gè)事務(wù)，支持當(dāng)前事務(wù)。如果沒有一個(gè)活動(dòng)的事務(wù)，則拋出異常。

• PROPAGATION_REQUIRES_NEW： 總是開啟一個(gè)新的事務(wù)。如果一個(gè)事務(wù)已經(jīng)存在，則將這個(gè)存在的事務(wù)掛起。

• PROPAGATION_NOT_SUPPORTED： 總是非事務(wù)地執(zhí)行，并掛起任何存在的事務(wù)。

• PROPAGATION_NEVER： 總是非事務(wù)地執(zhí)行，如果存在一個(gè)活動(dòng)事務(wù)，則拋出異常。

• PROPAGATION_NESTED： 如果一個(gè)活動(dòng)的事務(wù)存在，則運(yùn)行在一個(gè)嵌套的事務(wù)中。 如果沒有活動(dòng)事務(wù), 則按 TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED 屬性執(zhí)行。

1.3. Spring中事務(wù)如何實(shí)現(xiàn)異常回滾的

回顧完了事務(wù)的相關(guān)知識(shí)，接下來我們正式來研究下 Spring Boot 中如何通過 @Transactional 來管理事務(wù)的，我們重點(diǎn)看看它是如何實(shí)現(xiàn)回滾的。
在 Spring 中 TransactionInterceptor 和 PlatformTransactionManager 這兩個(gè)類是整個(gè)事務(wù)模塊的核心，我們重點(diǎn)研究下這兩個(gè)類的源碼。

• TransactionInterceptor 負(fù)責(zé)攔截方法執(zhí)行，進(jìn)行判斷是否需要提交或者回滾事務(wù)。

• PlatformTransactionManager 是 Spring 中的事務(wù)管理接口，真正定義了事務(wù)如何回滾和提交。

TransactionInterceptor 類中的代碼有很多，我簡(jiǎn)化一下邏輯，方便說明：

 // 以下代碼省略部分內(nèi)容
 public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
  // 獲取事務(wù)調(diào)用的目標(biāo)方法
  Class<?> targetClass = (invocation.getThis() != null ? AopUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) : null);
  // 執(zhí)行帶事務(wù)調(diào)用
  return invokeWithinTransaction(invocation.getMethod(), targetClass, invocation::proceed);
 }

invokeWithinTransaction 簡(jiǎn)化邏輯如下：

 // 以下代碼省略部分內(nèi)容
 protected Object invokeWithinTransaction(Method method, @Nullable Class<?> targetClass, final InvocationCallback invocation) throws Throwable {
  Object retVal;
  try {
   // 調(diào)用真正的方法體
   retVal = invocation.proceedWithInvocation();
  }
  catch (Throwable ex) {
   // 如果出現(xiàn)異常，執(zhí)行事務(wù)異常處理
   completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
   throw ex;
  }
  finally {
   // 最后做一下清理工作，主要是緩存和狀態(tài)等
   cleanupTransactionInfo(txInfo);
  }
  // 如果沒有異常，直接提交事務(wù)
  commitTransactionAfterReturning(txInfo);
  return retVal;
 }

事務(wù)出現(xiàn)異?；貪L的邏輯 completeTransactionAfterThrowing 如下：

 // 以下代碼省略部分內(nèi)容
 protected void completeTransactionAfterThrowing(@Nullable TransactionInfo txInfo, Throwable ex) {
  // 判斷是否需要回滾，判斷的邏輯就是看有沒有聲明事務(wù)屬性，同時(shí)判斷是不是在目前的這個(gè)異常中執(zhí)行回滾
  if (txInfo.transactionAttribute != null && txInfo.transactionAttribute.rollbackOn(ex)) {
   // 執(zhí)行回滾
   txInfo.getTransactionManager().rollback(txInfo.getTransactionStatus());
  }
  else {
   // 否則不需要回滾，直接提交即可
   txInfo.getTransactionManager().commit(txInfo.getTransactionStatus());
  }
 }

上面的代碼已經(jīng)把 Spring 的事務(wù)的基本原理說清楚了，如何進(jìn)行判斷執(zhí)行事務(wù)，如何回滾。下面到了真正執(zhí)行回滾邏輯的代碼中 PlatformTransactionManager 接口的子類，我們以 JDBC 的事務(wù)為例，DataSourceTransactionManager 就是 jdbc 的事務(wù)管理類。跟蹤上面的代碼rollback(txInfo.getTransactionStatus()) 可以發(fā)現(xiàn)最終執(zhí)行的代碼如下：

 @Override
 protected void doRollback(DefaultTransactionStatus status) {
  DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) status.getTransaction();
  Connection con = txObject.getConnectionHolder().getConnection();
  if (status.isDebug()) {
   logger.debug("Rolling back JDBC transaction on Connection [" + con + "]");
  }
  try {
   // 調(diào)用jdbc的 rollback進(jìn)行回滾事務(wù)
   con.rollback();
  }
  catch (SQLException ex) {
   throw new TransactionSystemException("Could not roll back JDBC transaction", ex);
  }
 }

這里小結(jié)下 Spring 中事務(wù)的實(shí)現(xiàn)思路，Spring 主要依靠 TransactionInterceptor 來攔截執(zhí)行方法體，判斷是否開啟事務(wù)，然后執(zhí)行事務(wù)方法體，方法體中 catch 住異常，接著判斷是否需要回滾，如果需要回滾就委托真正的 TransactionManager 比如 JDBC 中的 DataSourceTransactionManager 來執(zhí)行回滾邏輯。提交事務(wù)也是同樣的道理。
這里用個(gè)流程圖展示下思路：

2. 手寫注解實(shí)現(xiàn)事務(wù)回滾

我們弄清楚了 Spring 的事務(wù)執(zhí)行流程，那我們可以模仿著自己寫一個(gè)注解，實(shí)現(xiàn)遇到指定異常就回滾的功能。這里持久層就以最簡(jiǎn)單的 JDBC 為例。我們先梳理下需求，首先注解我們可以基于 Spring 的 AOP 來實(shí)現(xiàn)，接著既然是 JDBC，那么我們需要一個(gè)類來幫我們管理連接，用來判斷異常是否回滾或者提交。

2.1. Maven 加入依賴

  <dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
  </dependency>
  <dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
  </dependency>

2.2. 新建一個(gè)注解

@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface MyTransaction {
 // 指定異?；貪L
 Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {};
}

2.3. 新建連接管理器

該類幫助我們管理連接，該類的核心功能是把取出的連接對(duì)象綁定到線程上，方便在 AOP 處理中取出，進(jìn)行提交或者回滾操作。

@Component
public class DataSourceConnectHolder {

 @Autowired
 private DataSource dataSource;
 /**
  * 線程綁定對(duì)象
  */
 ThreadLocal<Connection> resources = new NamedThreadLocal<>("Transactional resources");

 public Connection getConnection() {
  Connection con = resources.get();
  if (con != null) {
   return con;
  }
  try {
   con = dataSource.getConnection();
   // 為了體現(xiàn)事務(wù)，全部設(shè)置為手動(dòng)提交事務(wù)
   con.setAutoCommit(false);
  } catch (SQLException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  resources.set(con);
  return con;
 }

 public void cleanHolder() {
  Connection con = resources.get();
  if (con != null) {
   try {
    con.close();
   } catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
   }
  }
  resources.remove();
 }
}

2.4. 新建一個(gè)切面

這部分是事務(wù)處理的核心，先獲取注解上的異常類，然后捕獲住執(zhí)行的異常，判斷異常是不是注解上的異?；蛘咂渥宇悾绻蔷突貪L，否則就提交。

@Aspect
@Component
public class MyTransactionAopHandler {
 
 @Autowired
 private DataSourceConnectHolder connectHolder;
 
 Class<? extends Throwable>[] es;

 // 攔截所有MyTransaction注解的方法
 @org.aspectj.lang.annotation.Pointcut("@annotation(你的包路徑.MyTransaction)")
 public void Transaction() {

 }

 @Around("Transaction()")
 public Object TransactionProceed(ProceedingJoinPoint proceed) throws Throwable {
  Object result = null;
  Signature signature = proceed.getSignature();
  MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) signature;
  Method method = methodSignature.getMethod();
  if (method == null) {
   return result;
  }
  MyTransaction transaction = method.getAnnotation(MyTransaction.class);
  if (transaction != null) {
   es = transaction.rollbackFor();
  }
  try {
   result = proceed.proceed();
  } catch (Throwable throwable) {
   // 異常處理
   completeTransactionAfterThrowing(throwable);
   throw throwable;
  }
  // 直接提交
  doCommit();
  return result;
 }

 /**
  * 執(zhí)行回滾，最后關(guān)閉連接和清理線程綁定
  */
 private void doRollBack() {
  try {
   connectHolder.getConnection().rollback();
  } catch (SQLException e) {
   e.printStackTrace();
  } finally {
   connectHolder.cleanHolder();
  }

 }

 /**
  * 執(zhí)行提交，最后關(guān)閉連接和清理線程綁定
  */
 private void doCommit() {
  try {
   connectHolder.getConnection().commit();
  } catch (SQLException e) {
   e.printStackTrace();
  } finally {
   connectHolder.cleanHolder();
  }
 }

 /**
  * 異常處理，捕獲的異常是目標(biāo)異?；蛘咂渥宇悾瓦M(jìn)行回滾，否則就提交事務(wù)。
  */
 private void completeTransactionAfterThrowing(Throwable throwable) {
  if (es != null && es.length > 0) {
   for (Class<? extends Throwable> e : es) {
    if (e.isAssignableFrom(throwable.getClass())) {
     doRollBack();
    }
   }
  }
  doCommit();
 }

}

2.4. 編寫一個(gè) Service

saveTest 方法調(diào)用了2個(gè)插入語句，同時(shí)聲明了 @MyTransaction 事務(wù)注解，遇到 Exception 就進(jìn)行回滾。

@Service
public class MyTransactionTest {

 @Autowired
 private DataSourceConnectHolder holder;

 // 一個(gè)事務(wù)中執(zhí)行兩個(gè)sql插入
 @MyTransaction(rollbackFor = NullPointerException.class)
 public void saveTest(int id) {
  save(id, "白菜Java自習(xí)室");
  save(id + 10, "白菜Java自習(xí)室");
  throw new RuntimeException();
 }

 // 執(zhí)行sql
 private void save(int id, String value) {
  String sql = "insert into test values(?,?)";
  Connection connection = holder.getConnection();
  PreparedStatement stmt = null;
  try {
   stmt = connection.prepareStatement(sql);
   stmt.setInt(1, id);
   stmt.setString(2, value);
   stmt.executeUpdate();
  } catch (SQLException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }

}

看完上述內(nèi)容，你們掌握使用SpringBoot項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)一個(gè)本地事務(wù)管理功能的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！