Java事务处理全解析（四）—— 成功的案例(自己实现一个线程安全的TransactionManager)

在本系列的上一篇文章中我们讲到，要实现在同一个事务中使用相同的Connection对象，我们可以通过传递Connection对象的方式达到共享的目的，但是这种做法是丑陋的。在本篇文章中，我们将引入另外一种机制（ConnectionHolder）来完成事务管理。

ConnectionHolder的工作机制是：我们将Connection对象放在一个全局公用的地方，然后在不同的操作中都从这个地方取得Connection，从而完成Connection共享的目的，这也是一种ServiceLocator模式，有点像JNDI。定义一个ConnectionHolder类如下：

package davenkin.step3_connection_holder;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class ConnectionHolder
{
    private Map<DataSource, Connection> connectionMap = new HashMap<DataSource, Connection>();

    public Connection getConnection(DataSource dataSource) throws SQLException
    {
        Connection connection = connectionMap.get(dataSource);
        if (connection == null || connection.isClosed())
        {
            connection = dataSource.getConnection();
            connectionMap.put(dataSource, connection);
        }

        return connection;
    }

    public void removeConnection(DataSource dataSource)
    {
        connectionMap.remove(dataSource);
    }
}

从ConnectionHolder类中可以看出，我们维护了一个键为DataSource、值为Connection的Map，这主要用于使ConnectionHolder可以服务多个DataSource。在调用getConnection方法时传入了一个DataSource对象，如果Map里面已经存在该DataSource对应的Connection，则直接返回该Connection，否则，调用DataSource的getConnection方法获得一个新的Connection，再将其加入到Map中，最后返回该Connection。这样在同一个事务过程中，我们先后从ConnectionHolder中取得的Connection是相同的，除非在中途我们调用了ConnectionHolder的removeConnection方法将当前Connection移除掉或者调用了Connection.close()将Connection关闭，然后在后续的操作中再次调用ConnectionHolder的getConnection方法，此时返回的则是一个新的Connection对象，从而导致事务处理失败，你应该不会做出这种中途移除或关闭Connection的事情。

然而，虽然我们不会自己手动地在中途移除或者关闭Conncetion对象（当然，在事务处理末尾我们应该关闭Conncetion），我们却无法阻止其他线程这么做。比如，ConnectionHolder类是可以在多个线程中同时使用的，并且这些线程使用了同一个DataSource，其中一个线程使用完Connection后便将其关闭，而此时另外一个线程正试图使用这个Connection，问题就出来了。因此，上面的ConnectionHolder不是线程安全的。

为了获得线程安全的ConnectionHolder类，我们可以引入Java提供的ThreadLocal类，该类保证一个类的实例变量在各个线程中都有一份单独的拷贝，从而不会影响其他线程中的实例变量。定义一个SingleThreadConnectionHolder类如下：

package davenkin.step3_connection_holder;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

public class SingleThreadConnectionHolder
{
    private static ThreadLocal<ConnectionHolder> localConnectionHolder = new ThreadLocal<ConnectionHolder>();

    public static Connection getConnection(DataSource dataSource) throws SQLException
    {
        return getConnectionHolder().getConnection(dataSource);
    }

    public static void removeConnection(DataSource dataSource)
    {
        getConnectionHolder().removeConnection(dataSource);
    }

    private static ConnectionHolder getConnectionHolder()
    {
        ConnectionHolder connectionHolder = localConnectionHolder.get();
        if (connectionHolder == null)
        {
            connectionHolder = new ConnectionHolder();
            localConnectionHolder.set(connectionHolder);
        }
        return connectionHolder;
    }

}

有了一个线程安全的SingleThreadConnectionHolder类，我们便可以在service层和各个DAO中使用该类来获取Connection对象：

        Connection connection = SingleThreadConnectionHolder.getConnection(dataSource);

当然，此时我们需要传入一个DataSource，这个DataSource可以作为DAO类的实例变量存在，所以我们不用像上一篇文章那样将Connection对象直接传给DAO的方法。这里你可能要问，既然可以将DataSource作为实例变量，那么在上一篇文章中，为什么不可以将Connection也作为实例变量呢，这样不就不会造成丑陋的API了吗？原因在于：将Connection对象作为实例变量同样会带来线程安全问题，当多个线程同时使用同一个DAO类时，一个线程关闭了Connection而另一个正在使用，这样的问题和上面讲到的ConnectionHolder的线程安全问题一样。

关于Bank DAO和Insurance DAO类的源代码这里就不列出了，他们和上篇文章只是获得Connection对象的方法不一样而已，你可以参考github源代码。

接下来，我们再来看看TransactionManager类，在上几篇文章中，我们都是在service类中直接写和事务处理相关的代码，而更好的方式是声明一个TransactionManger类将事务处理相关工作集中管理：

package davenkin.step3_connection_holder;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

public class TransactionManager
{
    private DataSource dataSource;

    public TransactionManager(DataSource dataSource)
    {
        this.dataSource = dataSource;
    }

    public final void start() throws SQLException
    {
        Connection connection = getConnection();
        connection.setAutoCommit(false);
    }

    public final void commit() throws SQLException
    {
        Connection connection = getConnection();
        connection.commit();
    }

    public final void rollback()
    {
        Connection connection = null;
        try
        {
            connection = getConnection();
            connection.rollback();

        } catch (SQLException e)
        {
            throw new RuntimeException("Couldn't rollback on connection[" + connection + "].", e);
        }
    }

    public final void close()
    {
        Connection connection = null;
        try
        {
            connection = getConnection();
            connection.setAutoCommit(true);
            connection.setReadOnly(false);
            connection.close();
            SingleThreadConnectionHolder.removeConnection(dataSource);
        } catch (SQLException e)
        {
            throw new RuntimeException("Couldn't close connection[" + connection + "].", e);
        }
    }

    private Connection getConnection() throws SQLException
    {
        return SingleThreadConnectionHolder.getConnection(dataSource);
    }
}

可以看出，TransactionManager对象也维护了一个DataSource实例变量，并且也是通过SingleThreadConnectionHolder来获取Connection对象的。然后我们在service类中使用该TransactionManager：

package davenkin.step3_connection_holder;

import davenkin.BankService;
import javax.sql.DataSource;

public class ConnectionHolderBankService implements BankService
{
    private TransactionManager transactionManager;
    private ConnectionHolderBankDao connectionHolderBankDao;
    private ConnectionHolderInsuranceDao connectionHolderInsuranceDao;

    public ConnectionHolderBankService(DataSource dataSource)
    {
        transactionManager = new TransactionManager(dataSource);
        connectionHolderBankDao = new ConnectionHolderBankDao(dataSource);
        connectionHolderInsuranceDao = new ConnectionHolderInsuranceDao(dataSource);

    }

    public void transfer(int fromId, int toId, int amount)
    {
        try
        {
            transactionManager.start();
            connectionHolderBankDao.withdraw(fromId, amount);
            connectionHolderInsuranceDao.deposit(toId, amount);
            transactionManager.commit();
        } catch (Exception e)
        {
            transactionManager.rollback();
        } finally
        {
            transactionManager.close();
        }
    }
}

在ConnectionHolderBankService中，我们使用TransactionManager来管理事务，由于TransactionManger和两个DAO类都是使用SingleThreadConnectionHolder来获取Connection，故他们在整个事务处理过程中使用了相同的Connection对象，事务处理成功。我们也可以看到，在两个DAO的withdraw和deposit方法没有接受和业务无关的对象，消除了API污染；另外，使用TransactionManager来管理事务，使Service层代码也变简洁了。

在下一篇文章中，我们将讲到使用Template模式来完成事务处理。