Spring：事务

摘要

本文摘抄了Spring事务相关的一些理论，主要讲述事务的特性、事务的传播行为、事务的隔离规则。
关键词：事务特性,事务传播，事务隔离

一、什么是事务

事务是用来保证数据的完整性和一致性，正如金钱转账，金钱总数不会增加也不会减少。
数据库 事务管理有四个特性（ACID）：

特性	描述
原子性（Atomicity）	事务作为一个整体被执行，要么全部被执行，要么都不执行。
一致性（Consistency）	事务应确保数据的状态从一个一致状态转变为另一个一致状态，数据不应该被破坏。
隔离性（Isolation）	多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务的执行。
持久性（Durability）	已被提交的事务对数据的修改应该永久性的。

二、Spring事务管理器

1. 事务管理接口

Spring中定义了事务管理的总接口PlatformTransactionManager，该接口定义了以下几个接口来管理事务：

• getTransaction() - 获取事务状态（TransactionStatus），该事务由（TransactionDefinition定义）
• commit() - 提交事务
• rollback() - 回滚事务

Spring不直接管理事务，而是提供一个事务管理接口，由其他平台（如JDBC、Hibernate）自己实现事务管理。

几个具体的事务：

事务名称	管理器类	说明
JDBC事务	org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager	通过调用java.sql.Connection来管理事务
Hibernate	org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager	事务管理由org.hibernate.Transaction对象负责
Java持久化API事务（JPA）	org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager	JpaTransactionManager与由工厂（javax.persistence.EntityManagerFactory）所产生的JPA EntityManager合作来构建事务
Java原生API事务	org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager	JtaTransactionManager将事务管理的责任委托给javax.transaction.UserTransaction和javax.transaction.TransactionManager对象（允许在多个数据库之间管理多个事务）

关于JTA，参考Java中的事务——JDBC事务和JTA事务

（Spring事务管理器）

2. 事务管理与AOP

Spring通过AOP拦截所有需要事务管理的业务处理方法。

三、Spring事务属性

Spring事务有几个属性，TransactionDefinition接口可以体现出来：

public interface TransactionDefinition {
    // 事务传播行为定义
    int PROPAGATION_REQUIRED = 0;
    int PROPAGATION_SUPPORTS = 1;
    int PROPAGATION_MANDATORY = 2;
    int PROPAGATION_REQUIRES_NEW = 3;
    int PROPAGATION_NOT_SUPPORTED = 4;
    int PROPAGATION_NEVER = 5;
    int PROPAGATION_NESTED = 6;
    // 事务隔离级别定义
    int ISOLATION_DEFAULT = -1;
    int ISOLATION_READ_UNCOMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED;
    int ISOLATION_READ_COMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED;
    int ISOLATION_REPEATABLE_READ = Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ;
    int ISOLATION_SERIALIZABLE = Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE;
    // 默认超时时间
    int TIMEOUT_DEFAULT = -1;

    // 获取事务传播行为
    int getPropagationBehavior();
    // 获取事务隔离级别
    int getIsolationLevel();
    // 获取事务超时时间
    int getTimeout();
    // 获取事务是否只读
    boolean isReadOnly();
    // 获取事务名字
    String getName();
}

接口的定义加上回滚规则，事务可以有以下五个基本配置：事务传播行为、事务隔离级别、事务超时、事务只读、回滚规则

1. 传播行为

所谓传播行为(propagation behavior)指一个事务方法被另一个事务方法调用时，事务应该如何处理。被调用的方法可能在现有事务中运行，或者启动一个新的事务，在自己事务内运行。

传播行为	含义	解释
PROPAGATION_REQUIRED	表示当前方法必须运行在事务中。如果当前事务存在，方法将会在该事务中运行。否则，会启动一个新的事务	有且只有一个事务
PROPAGATION_SUPPORTS	表示当前方法不需要事务上下文，但是如果存在当前事务的话，那么该方法会在这个事务中运行	如果方法单独调用则是非事务执行，如果方法被另一个有事务的方法调用，被调用方法则加入事务
PROPAGATION_MANDATORY	表示该方法必须在事务中运行，如果当前事务不存在，则会抛出一个异常	如果单独非事务调用会抛异常，必须被其它事务方法调用，加入到事务中。
PROPAGATION_REQUIRED_NEW	表示当前方法必须运行在它自己的事务中。一个新的事务将被启动。如果存在当前事务，在该方法执行期间，当前事务会被挂起。如果使用JTATransactionManager的话，则需要访问TransactionManager	总是开启一个新的事务，原调用事务存在的话会被挂起，直至事务完成。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED	表示该方法不应该运行在事务中。如果存在当前事务，在该方法运行期间，当前事务将被挂起。如果使用JTATransactionManager的话，则需要访问TransactionManager	总是非事务地执行该方法，如果调用事务存在的话会被挂起，直至方法执行完成
PROPAGATION_NEVER	表示当前方法不应该运行在事务上下文中。如果当前正有一个事务在运行，则会抛出异常	总是非事务性执行方法，否则抛出异常
PROPAGATION_NESTED	表示如果当前已经存在一个事务，那么该方法将会在嵌套事务中运行。嵌套的事务可以独立于当前事务进行单独地提交或回滚。如果当前事务不存在，那么其行为与PROPAGATION_REQUIRED一样。注意各厂商对这种传播行为的支持是有所差异的。可以参考资源管理器的文档来确认它们是否支持嵌套事务	嵌套事务一个非常重要的概念就是内层事务依赖于外层事务。外层事务失败时，会回滚内层事务所做的动作。而内层事务操作失败并不会引起外层事务的回滚。

2. 隔离规则

事务的执行会存在并发的，隔离级别定义了一个事务受其它并发事务影响的程度。

有两个表格：

并发事务引起的问题

问题	定义	出现原因
脏读	读到无效的数据	当一个事务读取了另一个事务修改但未提交的数据，如果修改回滚，则事务读取了无效的数据。
不可重复读	同一个事务中两次相同查询中，读取到不同的数据	一个事务两次查询期间，另一个并发事务对数据进行了更新。
幻读	同一个事务在两次相同的查询中，读取到不同记录数的数据	一个事务两次查询期间，另一个并发事务进行了数据新增或删除。

隔离级别

隔离级别	说明	并发事务可能引起的问题
ISOLATION_DEFAULT	使用后端数据库默认的隔离级别	具体情况具体分析
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED	最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更	脏读、不可重复读、幻读
ISOLATION_READ_COMMITTED	允许读取并发事务已经提交的数据	不可重复读、幻读
ISOLATION_REPEATABLE_READ	对同一字段的多次读取结果一致，除非字段被本事务修改	幻读
ISOLATION_SERIALIZABLE	最高的隔离级别，完全服从ACID原则，通常通过锁表实现（最慢）	无

3. 事务超时

给定事务一个超时时间，如果特定时间事务没有执行完毕，事务会自动回滚。

4. 是否只读？

设置了只读事务，那么在此事务执行过程中，其它事务对数据库的修改对于该事务来说是透明的，即看不到其它事务修改后的数据。这通常用于执行多次查询来统计信息时，能够保证数据的整体一致性。

5. 回滚规则

回滚规则定义了哪些异常，事务会进行回滚。默认情况下，事务只有遇到运行时异常才会回滚，而在遇到检查型异常时不会回滚。

四、Spring事务管理形式

1. 编程式事务

使用TransactionTemplate或PlatformTransactionManager

TransactionTemplate tt = new TransactionTemplate();
tt.execute(status -> {
    // 执行操作
    doSth();
    // 返回操作结果
    return obj;
});

2. 声明式事务

参考：Spring事务配置的五种方式

六、总结

1. Spring定义了事务管理器的接口，具体实现由特定平台来实现；
2. Spring事务有五个属性：事务传播行为、事务隔离级别、事务超时、事务只读、回滚规则；
3. 传播行为：required、supports、mandatory、required_new、not_support、never、nested；
4. 隔离级别：default、read_uncommited、read_committed、repeatable_read、serializable；

参考资料

1. Spring事务管理（详解+实例）
2. Spring 事务管理原理探究