Spring事务管理

事务的基本原理
Spring事务的本质其实就是数据库对事务的支持，使用JDBC的事务管理机制,就是利用java.sql.Connection对象完成对事务的提交，那在没有Spring帮我们管理事务之前，我们要怎么做。

Connection conn = DriverManager.getConnection();
try { 
    conn.setAutoCommit(false); //将自动提交设置为false 
    //执行CRUD操作 
    conn.commit(); //当两个操作成功后手动提交 
} catch (Exception e) { 
    conn.rollback(); //一旦其中一个操作出错都将回滚，所有操作都不成功
    e.printStackTrace(); 
} finally {
    conn.colse();
}

事务是一系列的动作，一旦其中有一个动作出现错误，必须全部回滚，系统将事务中对数据库的所有已完成的操作全部撤消，滚回到事务开始的状态，避免出现由于数据不一致而导致的接下来一系列的错误。事务的出现是为了确保数据的完整性和一致性，在目前企业级应用开发中，事务管理是必不可少的。

与事务相关的理论知识
众所周知，事务有四大特性（ACID）

1.原子性（Atomicity）事务是一个原子操作，由一系列动作组成。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用。

2.一致性（Consistency）事务在完成时，必须是所有的数据都保持一致状态。

3.隔离性（Isolation）并发事务执行之间无影响，在一个事务内部的操作对其他事务是不产生影响，这需要事务隔离级别来指定隔离性。

4.持久性（Durability）一旦事务完成，数据库的改变必须是持久化的。

在企业级应用中，多用户访问数据库是常见的场景，这就是所谓的事务的并发。事务并发所可能存在的问题：
1.脏读：一个事务读到另一个事务未提交的更新数据。
2.不可重复读：一个事务两次读同一行数据，可是这两次读到的数据不一样。
3.幻读：一个事务执行两次查询，但第二次查询比第一次查询多出了一些数据行。
4.丢失更新：撤消一个事务时，把其它事务已提交的更新的数据覆盖了。

我们可以在java.sql.Connection中看到JDBC定义了五种事务隔离级别来解决这些并发导致的问题：

/**
* A constant indicating that transactions are not supported. 
*/
int TRANSACTION_NONE = 0;

/**
* A constant indicating that
* dirty reads, non-repeatable reads and phantom reads can occur.
* This level allows a row changed by one transaction to be read
* by another transaction before any changes in that row have been
* committed (a "dirty read"). If any of the changes are rolled back, 
* the second transaction will have retrieved an invalid row.
*/
int TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED = 1;

/**
* A constant indicating that
* dirty reads are prevented; non-repeatable reads and phantom
* reads can occur. This level only prohibits a transaction
* from reading a row with uncommitted changes in it.
*/
int TRANSACTION_READ_COMMITTED = 2;

/**
* A constant indicating that
* dirty reads and non-repeatable reads are prevented; phantom
* reads can occur. This level prohibits a transaction from
* reading a row with uncommitted changes in it, and it also
* prohibits the situation where one transaction reads a row,
* a second transaction alters the row, and the first transaction
* rereads the row, getting different values the second time
* (a "non-repeatable read").
*/
int TRANSACTION_REPEATABLE_READ = 4;

/**
* A constant indicating that
* dirty reads, non-repeatable reads and phantom reads are prevented.
* This level includes the prohibitions in
* <code>TRANSACTION_REPEATABLE_READ</code> and further prohibits the 
* situation where one transaction reads all rows that satisfy
* a <code>WHERE</code> condition, a second transaction inserts a row that
* satisfies that <code>WHERE</code> condition, and the first transaction
* rereads for the same condition, retrieving the additional
* "phantom" row in the second read.
*/
int TRANSACTION_SERIALIZABLE = 8;

翻译过来这几个常量就是 

TRANSACTION_NONE JDBC 驱动不支持事务 
TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED 允许脏读、不可重复读和幻读。 
TRANSACTION_READ_COMMITTED 禁止脏读，但允许不可重复读和幻读。 
TRANSACTION_REPEATABLE_READ 禁止脏读和不可重复读，单运行幻读。 
TRANSACTION_SERIALIZABLE 禁止脏读、不可重复读和幻读。

 

隔离级别越高，意味着数据库事务并发执行性能越差，能处理的操作就越少。你可以通过conn.setTransactionLevel去设置你需要的隔离级别。
JDBC规范虽然定义了事务的以上支持行为，但是各个JDBC驱动，数据库厂商对事务的支持程度可能各不相同。
出于性能的考虑我们一般设置TRANSACTION_READ_COMMITTED就差不多了，剩下的通过使用数据库的锁来帮我们处理别的，关于数据库的锁这个之后再说。

了解了基本的JDBC事务，那有了Spring，在事务管理上会有什么新的改变呢？
有了Spring，我们再也无需要去处理获得连接、关闭连接、事务提交和回滚等这些操作，使得我们把更多的精力放在处理业务上。事实上Spring并不直接管理事务，而是提供了多种事务管理器。他们将事务管理的职责委托给Hibernate或者JTA等持久化机制所提供的相关平台框架的事务来实现。

Spring事务管理
Spring事务管理的核心接口是PlatformTransactionManager

事务管理器接口通过getTransaction(TransactionDefinition definition)方法根据指定的传播行为返回当前活动的事务或创建一个新的事务，这个方法里面的参数是TransactionDefinition类，这个类就定义了一些基本的事务属性。
在TransactionDefinition接口中定义了它自己的传播行为和隔离级别

除去常量，主要的方法有：

int getIsolationLevel();// 返回事务的隔离级别
String getName();// 返回事务的名称
int getPropagationBehavior();// 返回事务的传播行为
int getTimeout(); // 返回事务必须在多少秒内完成
boolean isReadOnly(); // 事务是否只读，事务管理器能够根据这个返回值进行优化，确保事务是只读的

Spring事务的传播属性
由上图可知，Spring定义了7个以PROPAGATION_开头的常量表示它的传播属性。

名称 值 解释

PROPAGATION_REQUIRED    0    支持当前事务，如果当前没有事务，就新建一个事务。这是最常见的选择，也是Spring默认的事务的传播。
PROPAGATION_SUPPORTS    1    支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行。
PROPAGATION_MANDATORY    2    支持当前事务，如果当前没有事务，就抛出异常。
PROPAGATION_REQUIRES_NEW    3    新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED    4    以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。
PROPAGATION_NEVER    5    以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
PROPAGATION_NESTED    6    如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则进行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。

Spring事务的隔离级别
名称 值 解释

ISOLATION_DEFAULT    -1    这是一个PlatfromTransactionManager默认的隔离级别，使用数据库默认的事务隔离级别。另外四个与JDBC的隔离级别相对应
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED    1    这是事务最低的隔离级别，它充许另外一个事务可以看到这个事务未提交的数据。这种隔离级别会产生脏读，不可重复读和幻读。
ISOLATION_READ_COMMITTED    2    保证一个事务修改的数据提交后才能被另外一个事务读取。另外一个事务不能读取该事务未提交的数据。
ISOLATION_REPEATABLE_READ    4    这种事务隔离级别可以防止脏读，不可重复读。但是可能出现幻读。
ISOLATION_SERIALIZABLE    8    这是花费最高代价但是最可靠的事务隔离级别。事务被处理为顺序执行。除了防止脏读，不可重复读外，还避免了幻读。

调用PlatformTransactionManager接口的getTransaction()的方法得到的是TransactionStatus接口的一个实现
TransactionStatus接口

主要的方法有：

void flush();//如果适用的话，这个方法用于刷新底层会话中的修改到数据库，例如，所有受影响的Hibernate/JPA会话。
boolean hasSavepoint(); // 是否有恢复点
boolean isCompleted();// 是否已完成
boolean isNewTransaction(); // 是否是新的事务
boolean isRollbackOnly(); // 是否为只回滚
void setRollbackOnly(); // 设置为只回滚

可以看出返回的结果是一些事务的状态，可用来检索事务的状态信息。

配置事务管理器
介绍完Spring事务的管理的流程大概是怎么走的。接下来可以动手试试Spring是如何配置事务管理器的
例如我在spring-mybatis中配置的:

<!-- 配置事务管理器 -->

<bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
    <property name="dataSource" ref="dataSource" />
</bean>

 

这配置不是唯一的，可以根据自己项目选择的数据访问框架灵活配置事务管理器

配置了事务管理器后，事务当然还是得我们自己去操作，Spring提供了两种事务管理的方式：编程式事务管理和声明式事务管理，让我们分别看看它们是怎么做的吧。

编程式事务管理:
编程式事务管理我们可以通过PlatformTransactionManager实现来进行事务管理，同样的Spring也为我们提供了模板类TransactionTemplate进行事务管理，下面主要介绍模板类，我们需要在配置文件中配置

<!--配置事务管理的模板-->
<bean id="transactionTemplate" class="org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate">
<property name="transactionManager" ref="transactionManager"></property>
<!--定义事务隔离级别,-1表示使用数据库默认级别-->
<property name="isolationLevelName" value="ISOLATION_DEFAULT"></property>
    <property name="propagationBehaviorName" value="PROPAGATION_REQUIRED"></property>
</bean>

TransactionTemplate帮我们封装了许多代码，节省了我们的工作。下面我们写个单元测试来测测。
为了测试事务回滚，专门建了一张tbl_accont表，用于模拟存钱的一个场景。service层主要代码如下，后面会给出全部代码的github地址，有需要的朋友请移步查看。
BaseSeviceImpl

//方便测试直接写的sql

@Override
public void insert(String sql, boolean flag) throws Exception {
    dao.insertSql(sql);
// 如果flag 为 true ，抛出异常
if (flag){
    throw new Exception("has exception!!!");
 }
}
//获取总金额
@Override
public Integer sum(){
    return dao.sum();
}

dao对应的sum方法

<select id="sum" resultType="java.lang.Integer">
     SELECT SUM(money) FROM tbl_account;
</select>

下面看看测试代码

 

package com.gray;

import com.gray.service.BaseSevice;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.TransactionCallbackWithoutResult;
import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;

import javax.annotation.Resource;

/**
* Created by gray on 2017/4/8.
*/
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations = {"classpath:spring-test.xml"})
public class TransactionTest{
@Resource
private TransactionTemplate transactionTemplate;
@Autowired
private BaseSevice baseSevice;

@Test
public void transTest() {
   System.out.println("before transaction");
   Integer sum1 = baseSevice.sum();
   System.out.println("before transaction sum: "+sum1);
   System.out.println("transaction....");
   transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
   @Override
   protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
try{
    baseSevice.insert("INSERT INTO tbl_account VALUES (100);",false);
    baseSevice.insert("INSERT INTO tbl_account VALUES (100);",false);
} catch (Exception e){
   //对于抛出Exception类型的异常且需要回滚时,需要捕获异常并通过调用status对象的setRollbackOnly()方法告知事务管理器当前事务需要回滚
    status.setRollbackOnly();
    e.printStackTrace();
}
}
});
    System.out.println("after transaction");
    Integer sum2 = baseSevice.sum();
    System.out.println("after transaction sum: "+sum2);
}

 

 

 

当baseSevice.insert的第二个参数为false时，我们假设插入数据没有出现任何问题，测试结果如图所示：

 

 

 

 

当第二个参数为true时，insert会抛出一个异常，这是事务就应该回滚，数据前后不应该有变化，如图所示：

 

 

 

声明式事务管理:
声明式事务管理有两种常用的方式，一种是基于tx和aop命名空间的xml配置文件，一种是基于@Transactional注解，随着Spring和Java的版本越来越高，大家越趋向于使用注解的方式，下面我们两个都说。
1.基于tx和aop命名空间的xml配置文件
配置文件

<tx:advice id="advice" transaction-manager="transactionManager">
<tx:attributes>
     <tx:method name="insert" propagation="REQUIRED" read-only="false" rollback-for="Exception"/>
</tx:attributes>
</tx:advice>

<aop:config>
    <aop:pointcut id="pointCut" expression="execution (* com.gray.service.*.*(..))"/>
    <aop:advisor advice-ref="advice" pointcut-ref="pointCut"/>
</aop:config>

测试代码

@Test
public void transTest() {
   System.out.println("before transaction");
   Integer sum1 = baseSevice.sum();
   System.out.println("before transaction sum: "+sum1);
   System.out.println("transaction....");
   try{
       baseSevice.insert("INSERT INTO tbl_account VALUES (100);",true);
   } catch (Exception e){
      e.printStackTrace();
   }
    System.out.println("after transaction");
    Integer sum2 = baseSevice.sum();
    System.out.println("after transaction sum: "+sum2);
}

 

事务正常执行结果截图:

 

 

 

 

事务出现异常结果截图:

 

 

 

2.基于@Transactional注解 :
这种方式最简单，也是最为常用的，只需要在配置文件中开启对注解事务管理的支持。

     <!-- 读取Properties -->
    <util:properties id="jdbc" location="classpath:db.properties"/>
    
     <bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
       <property name="driverClassName" value="#{jdbc.driver}"/>
       <property name="url" value="#{jdbc.url}"/>
       <property name="username" value="#{jdbc.username}"/>
       <property name="password" value="#{jdbc.password}"/>
       <property name="maxActive" value="#{jdbc.maxActive}"/>
    </bean> 
    <!-- 事务管理器，依赖于数据源 -->
    <bean id="txManager"
        class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
    </bean>
    <!-- 注册事务管理驱动 -->
    <tx:annotation-driven transaction-manager="txManager"/>

然后在需要事务管理的地方加上@Transactional注解，如：

@Transactional(rollbackFor=Exception.class,propagation = Propagation.REQUIRED, isolation = Isolation.DEFAULT, readOnly = false)
public void insert(String sql, boolean flag) throws Exception {
   dao.insertSql(sql);
// 如果flag 为 true ，抛出异常
if (flag){
   throw new Exception("has exception!!!");
 }
}

rollbackFor属性指定出现Exception异常的时候回滚，遇到检查性的异常需要回滚，默认情况下非检查性异常，包括error也会自动回滚。 

测试代码和上面那个一样
事务正常执行结果截图:

 

 

 

事务出现异常结果截图:

 

 

以上就是对Spring事务进行了详细的分析和代码示例。