【转】Spring事务详解

1.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。

2.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。3.

3.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。

4.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。

5.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： 

6.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。

    <!-- 声明式事务管理 配置事物的注解方式注入-->
    <tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>

然后在需要事务管理的地方加上@Transactional注解，如：

    @Transactional(rollbackFor=Exception.class)
    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。