Spring 之事务及传播机制原理详解

Spring 框架是一个流行的Java应用程序框架，其中事务管理是其最重要的特性之一。事务是指一系列相关操作的集合，如果其中任何一步失败，整个事务应该回滚到之前的状态。

Spring 框架提供了一个丰富的事务管理功能集合，包括事务传播机制，隔离级别等。本文将深入了解框架事务管理的底层原理，特别是事务传播机制的实现。

事务概述

事务是指在数据库中执行的一系列相关操作。它们必须作为单个操作单元执行，以确保数据的一致性和完整性。在Java应用程序中，事务可以使用 JDBC 或 Java Persistence API（JPA）进行管理。

Spring 框架支持声明式和编程式事务管理。

• 在声明式事务管理中，可以使用注释或XML配置声明如何管理事务。
• 在编程式事务管理中，可以使用编程方式管理事务。

无论选择哪种方式， Spring 框架都提供了一致性的API来管理事务。

事务管理

事务管理器主要有三个接口：

• PlatformTransactionManager: 提供了管理事务的基本操作，如开始事务，提交事务和回滚事务。
• TransactionDefinition: 提供了事务的定义，如隔离级别，超时和传播行为。
• TransactionStatus: 提供了事务的状态，如是否已提交或已回滚。

Spring 框架提供了许多实现 PlatformTransactionManager 接口的类, 其中包括：

• DataSourceTransactionManager: 用于在JDBC事务中使用。
• JpaTransactionManager: 用于在JPA事务中使用。
• HibernateTransactionManager: 用于在Hibernate事务中使用。

可以根据的需要选择使用哪个事务管理器。

事务传播机制

Spring 框架的事务传播机制用于定义在多个事务之间如何传播事务。例如，如果一个方法正在一个具有事务的上下文中执行，而该方法又调用另一个方法，那么应该如何处理事务？ Spring 框架的事务传播机制定义了这种情况下的行为：

• PROPAGATION_REQUIRED: 如果当前存在事务，则加入该事务；否则，创建一个新事务。

• PROPAGATION_SUPPORTS: 如果当前存在事务，则加入该事务；否则，不使用事务。

• PROPAGATION_MANDATORY: 如果当前存在事务，则加入该事务；否则，抛出异常。

• PROPAGATION_REQUIRES_NEW: 创建一个新事务，并挂起当前事务（如果存在）。

• PROPAGATION_NOT_SUPPORTED: 不使用事务；如果当前存在事务，则挂起该事务。

• PROPAGATION_NEVER: 不使用事务；如果当前存在事务，则抛出异常。

• PROPAGATION_NESTED: 如果当前存在事务，则在嵌套事务中执行；否则，创建一个新事务。

事务传播机制的默认值为 PROPAGATION_REQUIRED。这意味着如果一个方法在一个具有事务的上下文中执行，而该方法又调用另一个方法，则第二个方法将加入该事务。

事务传播机制实现

事务传播机制是通过 TransactionInterceptor 拦截器来实现的。TransactionInterceptor 是一个AOP拦截器，它拦截方法调用，并在方法调用之前和之后启动和提交事务。

当使用 Spring 框架进行事务管理时，需要将 TransactionInterceptor 添加到的应用程序上下文中。然后，可以使用 @Transactional 注释或使用XML配置来定义事务传播行为。

下面是一个使用 @Transactional 注释定义事务传播行为的示例：

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public void foo() {
// ...
}

在这个例子中，foo() 方法使用默认的事务传播行为 PROPAGATION_REQUIRED。

当使用 @Transactional 注释时， Spring 框架会将 TransactionInterceptor 添加到的方法上。当调用该方法时，TransactionInterceptor 会拦截该调用，并根据在注释中指定的事务传播行为来启动事务。

框架源码解析

在 Spring 框架中，事务管理器的实现主要包括以下几个类：

• AbstractPlatformTransactionManager: 它是PlatformTransactionManager接口的抽象实现。它定义了事务的基本操作，如开始事务，提交事务和回滚事务。

• DataSourceTransactionManager: 它是AbstractPlatformTransactionManager的子类，它用于在JDBC事务中使用。

• JpaTransactionManager: 它是AbstractPlatformTransactionManager的子类，它用于在JPA事务中使用。

• HibernateTransactionManager: 它是AbstractPlatformTransactionManager的子类，它用于在Hibernate事务中使用。

事务传播机制的实现主要包括以下几个类：

• AbstractFallbackTransactionAttributeSource: 它是TransactionAttributeSource接口的抽象实现。它定义了如何获取事务属性。

• AnnotationTransactionAttributeSource: 它是AbstractFallbackTransactionAttributeSource的子类，它用于从注释中获取事务属性。

• TransactionInterceptor: 它是一个AOP拦截器，它拦截方法调用，并在方法调用之前和之后启动和提交事务。

事务传播机制的实现主要是通过 TransactionInterceptor 拦截器来实现的。下面是TransactionInterceptor的源代码：

public class TransactionInterceptor implements MethodInterceptor {

    private PlatformTransactionManager transactionManager;

    private TransactionAttributeSource transactionAttributeSource;

    // ...

    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
        TransactionAttributeSource tas = getTransactionAttributeSource();
        if (tas == null) {
            // no transaction attribute source -> no transaction
            return invocation.proceed();
        }

        Class<?> targetClass = (invocation.getThis() != null ? AopUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) : null);
        TransactionAttribute txAttr = tas.getTransactionAttribute(invocation.getMethod(), targetClass);
        PlatformTransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr);
        TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(tm, txAttr, invocation.getMethodIdentification());
        Object retVal = null;
        try {
            retVal = invocation.proceed();
        }
        catch (Throwable ex) {
            // transactional code threw exception -> rollback
            completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
            throw ex;
        }
        finally {
            cleanupTransactionInfo(txInfo);
        }
        commitTransactionAfterReturning(txInfo);
        return retVal;
    }

    // ...

}

在这个代码中，invoke() 方法拦截了方法调用，并根据其事务属性来启动事务。

如果事务属性为PROPAGATION_REQUIRED，则创建一个新事务或加入当前事务。

如果事务属性为PROPAGATION_REQUIRES_NEW，则创建一个新事务并挂起当前事务。

如果事务属性为PROPAGATION_SUPPORTS，则将不使用事务。

如果事务属性为PROPAGATION_MANDATORY，则将抛出异常。

总结

Spring 框架的事务管理是其最重要的特性之一。它提供了一个丰富的事务管理功能集合，包括事务传播机制，隔离级别等。事务传播机制定义了在多个事务之间如何传播事务。

事务传播机制是通过TransactionInterceptor拦截器来实现的，该拦截器会拦截方法调用，并根据其事务属性来启动事务。

在使用 Spring 框架进行事务管理时，可以使用@Transactional注释或使用XML配置来定义事务传播行为。