白菜Java自習(xí)室 涵蓋核心知識(shí)

1. SpringBoot 事務(wù)

一直在用 SpringBoot 中的 @Transactional 來(lái)做事務(wù)管理，但是很少?zèng)]想過(guò) 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(xiě)一個(gè)類似的注解來(lái)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(méi)有隔離級(jí)別會(huì)導(dǎo)致如下問(wèn)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(méi)有提交到數(shù)據(jù)庫(kù)中，B事務(wù)同時(shí)在訪問(wèn)這個(gè)數(shù)據(jù)，由于沒(méi)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(wèn)題。 丟失修改 (Lost To Modify)：當(dāng)A事務(wù)訪問(wèn)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?；米x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(wú)故多了2條記錄，就像幻覺(jué)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(guò)的數(shù)據(jù) , 再次讀取出來(lái)發(fā)現(xiàn)值不一樣了，重點(diǎn)在更新操作?；米x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(lái)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(wèn)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(kù)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(guò)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(wèn)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(kāi)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(wèn)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(méi)有事務(wù)則開(kāi)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(méi)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(méi)有一個(gè)活動(dòng)的事務(wù)，則拋出異常。 PROPAGATION_REQUIRES_NEW： 總是開(kāi)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(méi)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?；貪L的

回顧完了事務(wù)的相關(guān)知識(shí)，接下來(lái)我們正式來(lái)研究下 Spring Boot 中如何通過(guò) @Transactional 來(lái)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(shuō)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(méi)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(méi)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(shuō)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(lái)攔截執(zhí)行方法體，判斷是否開(kāi)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(lái)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(xiě)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(xiě)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(lái)實(shí)現(xiàn)，接著既然是 JDBC，那么我們需要一個(gè)類來(lái)幫我們管理連接，用來(lái)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@Documentedpublic @interface MyTransaction { // 指定異常回滾 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。

@Componentpublic 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@Componentpublic 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?，就進(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(xiě)一個(gè) Service

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

@Servicepublic 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(); } }}

我們自己通過(guò) JDBC 結(jié)合 Spring 的 AOP 自己寫(xiě)了個(gè) @MyTransactional 的注解，實(shí)現(xiàn)了遇到指定異常回滾的功能。

到此這篇關(guān)于五分鐘教你手寫(xiě) SpringBoot 本地事務(wù)管理實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot 本地事務(wù)管理內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！