Spring底层事务原理

Spring底层事务原理运转及框架分析

填丶涂

21322人浏览 · 2022-12-08 16:35:21

填丶涂 · 2022-12-08 16:35:21 发布

Spring事务底层原理

一、@EnableTransactionManagement工作原理
二、Spring事务基本执行原理
三、Spring事务的过程
四、Spring事务传播机制
五、Spring事务传播机制分类
六、Spring事务强制回滚
七、TransactionSynchronization

一、@EnableTransactionManagement工作原理

开启Spring事务本质上就是增加了一个Advisor，但我们使用 @EnableTransactionManagement注解来开启Spring事务是，该注解代理的功能就是向Spring容器中添加了两个Bean：

（1）AutoProxyRegistrar
（2）ProxyTransactionManagementConfiguration

（1）AutoProxyRegistrar
主要的作用是向Spring容器中注册了一个InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator的Bean。
而InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator继承了AbstractAdvisorAutoProxyCreator，所以这个类的主要作用就是开启自动代理的作用，也就是一个BeanPostProcessor，会在初始化后步骤中去寻找Advisor类型的Bean，并判断当前某个Bean是否有匹配的Advisor，是否需要利用动态代理产生一个代理对象。

（2）ProxyTransactionManagementConfiguration是一个配置类，它又定义了另外三个bean：

bean	定义
BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor	一个Advisor。
AnnotationTransactionAttributeSource	相当于BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中的Pointcut。就是用来判断某个类上是否存在@Transactional注解，或者判断某个方法上是否存在@Transactional注解的。

TransactionInterceptor	相当于BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中的Advice；就是代理逻辑，当某个类中存在@Transactional注解时，到时就产生一个代理对象作为Bean，代理对象在执行某个方法时，最终就会进入到TransactionInterceptor的invoke()方法。。

二、Spring事务基本执行原理

一个Bean在执行Bean的创建生命周期时，会经过InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator的初始化后的方法，会判断当前Bean对象是否BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor匹配，匹配逻辑为判断该Bean的类上是否存在@Transactional注解，或者类中的某个方法上是否存在@Transactional注解，如果存在则表示该Bean需要进行动态代理产生一个代理对象作为Bean对象。
该代理对象在执行某个方法时，会再次判断当前执行的方法是否和BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor匹配，如果匹配则执行该Advisor中的TransactionInterceptor的invoke()方法，
执行基本流程为：

利用所配置的PlatformTransactionManager事务管理器新建一个数据库连接
修改数据库连接的autocommit为false
执行MethodInvocation.proceed()方法，简单理解就是执行业务方法，其中就会执行sql
如果没有抛异常，则提交
如果抛了异常，则回滚

三、Spring事务的过程

1、数据库：建立连接、开启事务、进行sql操作、成功提交、失败回滚
2、业务逻辑：准备工作（可以进行前置通知）、开启事务、事务操作、成功提交（可以后置通知）、失败回滚（异常通知）
spring的事务是由aop实现的，首先要生成具体的代理对象，然后按照aop流程执行具体
的操作逻辑，正常情况下要通过通知来完成核心功能，但是事务部署通过通知来实现的，
而是通过TransactionInterceptor来实现的，然后调用invoke来实现具体的逻辑。
步骤如下：
1、先做准备工作，解析各个方法上事务相关的属性，根据具体的属性来判断是否开始新事务。

2、当需要开启的时候获取数据库连接，关闭自动提交功能，开启事务。

3、执行具体的sql逻辑操作，在操作的过程中如果执行失败会通过 completeTransactionafterthrowing来完成事务的回滚操作，回滚的
具体逻辑是通过dorollback方法实现，实现时也要先获取连接对象，
然后通过连接对象进行回滚（conn.rollback）。

4、如果执行成功，那么通过completeTransactionafterrunning来完成事务的提交操作，
具体逻辑是通过docommit方法来实现，实现的时候也是先获取连接，通过连接对象来
进行提交（conn.commit）。

5、最后事务执行完毕需要清除事务相关的事务信息（cleanupTransactioninfo）。

四、Spring事务传播机制

在开发过程中，经常会出现一个方法调用另外一个方法，那么这里就涉及到了多种场景，比如a()调用b()：

a()和b()方法中的所有sql需要在同一个事务中吗？
a()和b()方法中的所有sql需要在同一个事务中吗？
a()需要在事务中执行，b()还需要在事务中执行吗？
或者其他情况
这种情况下就要求Spring事务能支持上面各种场景，这就是Spring事务传播机制的由来。
那Spring事务传播机制是如何实现的呢?

先描述其中一个场景中情况，a()在一个事务中执行，调用b()方法时需要新开一个事务执行：

代理对象执行a()方法前，先利用事务管理器新建一个数据库连接a
将数据库连接a的autocommit改为false
把数据库连接a设置到ThreadLocal中
执行a()方法中的sql
执行a()方法过程中，调用了b()方法（注意用代理对象调用b()方法）
a()方法正常执行完，则从ThreadLocal中拿到数据库连接a进行提交

关于步骤5的一些详细解释:
1、代理对象执行b()方法前，判断出来了当前线程中已经存在一个数据库连接a了，表示当前线程其实已经拥有一个Spring事务了，则进行挂起
2、挂起就是把ThreadLocal中的数据库连接a从ThreadLocal中移除，并放入一个挂起资源对象中
3、挂起完成后，再次利用事务管理器新建一个数据库连接b
4、将数据库连接b的autocommit改为false
5、把数据库连接b设置到ThreadLocal中
6、执行b()方法中的sql
7、b()方法正常执行完，则从ThreadLocal中拿到数据库连接b进行提交
8、提交之后会恢复所挂起的数据库连接a，这里的恢复，其实只是把在挂起资源对象中所保存的数据库连接a再次设置到ThreadLocal中

过程中最为重要的是：在执行某个方法时，判断当前是否已经存在一个事务，就是判断当前线程的ThreadLocal中是否存在一个数据库连接对象，如果存在则表示已经存在一个事务了。

五、Spring事务传播机制分类

在这里面，以非事务方式运行，表示以非Spring事务运行，表示在执行这个方法时，Spring事务管理器不会去建立数据库连接，执行sql时，由Mybatis或JdbcTemplate自己来建立数据库连接来执行sql。

（1）案例分析、情况1

默认情况下传播机制为REQUIRED，表示当前如果没有事务则新建一个事务，如果有事务则在当前事务中执行。

@Component
public class UserService {
 	@Autowired
 	private UserService userService;

 	@Transactional
 	public void test() {
  		// test方法中的sql
  		userService.a();
 	}

 	@Transactional
 	public void a() {
  		// a方法中的sql
 	}
}

所以情况1的执行流程如下：

1、新建一个数据库连接conn
2、设置conn的autocommit为false
3、执行test方法中的sql
4、执行a方法中的sql
5、执行conn的commit()方法进行提交

（2）案例分析、情况2

如果是这种情况:

@Component
public class UserService {
 	@Autowired
 	private UserService userService;

 	@Transactional
 	public void test() {
  		// test方法中的sql
  		userService.a();
        int result = 100/0;
 	}

 	@Transactional
 	public void a() {
  		// a方法中的sql
 	}
}

所以情况2的执行流程如下：

1、新建一个数据库连接conn
2、设置conn的autocommit为false
3、执行test方法中的sql
4、执行a方法中的sql
5、抛出异常
6、执行conn的rollback()方法进行回滚，所以两个方法中的sql都会回滚掉

（3）案例分析、情况3

@Component
public class UserService {
 	@Autowired
 	private UserService userService;

 	@Transactional
 	public void test() {
  		// test方法中的sql
  		userService.a();
 	}

 	@Transactional
 	public void a() {
  		// a方法中的sql
        int result = 100/0;
 	}
}

所以情况3的执行流程如下：

1、新建一个数据库连接conn
2、设置conn的autocommit为false
3、执行test方法中的sql
4、执行a方法中的sql
5、抛出异常
6、执行conn的rollback()方法进行回滚，所以两个方法中的sql都会回滚掉

（4）案例分析、情况4

@Component
public class UserService {
 	@Autowired
 	private UserService userService;

 	@Transactional
 	public void test() {
  		// test方法中的sql
 	 	userService.a();
 	}

 	@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
 	public void a() {
  		// a方法中的sql
  		int result = 100/0;
 	}
}

所以情况3的执行流程如下：

1、新建一个数据库连接conn
2、设置conn的autocommit为false
3、执行test方法中的sql
4、又新建一个数据库连接conn2
5、执行a方法中的sql
6、抛出异常
7、执行conn2的rollback()方法进行回滚
8、继续抛异常，对于test()方法而言，它会接收到一个异常，然后抛出
9、执行conn的rollback()方法进行回滚，最终还是两个方法中的sql都回滚了

六、Spring事务强制回滚

正常情况下，a()调用b()方法时，如果b()方法抛了异常，但是a()方法捕获了，那么a()的事务还是会正常提交的，但是有的时候，我们捕获异常可能只是不把异常信息返回给客户端，而是为了返回一些更优良的错误信息，所以在这个时候，我们还是希望事务能回滚的，那就得告诉Spring把当前事务回滚掉，做法就是：

@Transactional
public void test(){
 
    // 执行sql
 	try {
  		b();
 	} catch (Exception e) {
  	// 构造友好的错误信息返回
  	TransactionAspectSupport.currentTransactionStatus().setRollbackOnly();
 	}
    
}

public void b() throws Exception {
 	throw new Exception();
}

七、TransactionSynchronization

Spring事务有可能会提交，回滚、挂起、恢复，所以Spring事务提供了一种机制，可以让程序员来监听当前Spring事务所处于的状态。

@Component
public class UserService {

 @Autowired
 private JdbcTemplate jdbcTemplate;

 @Autowired
 private UserService userService;

 @Transactional
 public void test(){
  TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronization() {

   @Override
   public void suspend() {
    System.out.println("test被挂起");
   }

   @Override
   public void resume() {
    System.out.println("test被恢复");
   }

   @Override
   public void beforeCommit(boolean readOnly) {
    System.out.println("test准备要提交");
   }

   @Override
   public void beforeCompletion() {
    System.out.println("test准备要提交或回滚");
   }

   @Override
   public void afterCommit() {
    System.out.println("test提交成功");
   }

   @Override
   public void afterCompletion(int status) {
    System.out.println("test提交或回滚成功");
   }
  });

  jdbcTemplate.execute("insert into t1 values(1,1,1,1,'1')");
  System.out.println("test");
  userService.a();
 }

 @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
 public void a(){
  TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronization() {

   @Override
   public void suspend() {
    System.out.println("a被挂起");
   }

   @Override
   public void resume() {
    System.out.println("a被恢复");
   }

   @Override
   public void beforeCommit(boolean readOnly) {
    System.out.println("a准备提交");
   }

   @Override
   public void beforeCompletion() {
    System.out.println("a准备提交或回滚");
   }

   @Override
   public void afterCommit() {
    System.out.println("a提交成功");
   }

   @Override
   public void afterCompletion(int status) {
    System.out.println("a提交或回滚成功");
   }
  });

  jdbcTemplate.execute("insert into t1 values(2,2,2,2,'2')");
  System.out.println("a");
 }

}