个人技术总结——Spring 事务管理

222000334郑慧铃 学生 2023-06-07 15:05:50

作业基本信息

软工实践2023年春季软件工程实践-W班
作业要求软件工程实践总结&个人技术博客
作业目标课程回顾与总结、个人技术总结
其他参考文献《构建之法》

目录

  • 1. 技术概述
  • 2. 技术详述
  • 2.1 事务的特性ACID
  • 2.2 回顾： MySQL 如何保证原子性
  • 2.3 Spring 支持两种方式的事务管理
  • 2.4 Spring 事务管理接口
  • 2.5 事务属性详解
  • 2.6 @Transactional 注解使用
  • 3. 技术使用中遇到的问题和解决过程
  • 3. 1 遇到的问题
  • 3.2 解决过程
  • 4. 总结
  • 5. 参考文献

1. 技术概述

事务是逻辑上的一组操作，要么都执行，要么都不执行，Spring提供了以一系列技术来进行事务管理。

2. 技术详述

2.1 事务的特性ACID

  1. 原子性（Atomicity）：事务是最小的执行单位，不允许分割。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）：执行事务前后，数据保持一致，例如转账业务中，无论事务是否成功，转账者和收款人的总额应该是不变的；
  3. 隔离性（Isolation）：并发访问数据库时，一个用户的事务不被其他事务所干扰，各并发事务之间数据库是独立的；
  4. 持久性（Durability）：一个事务被提交之后。它对数据库中数据的改变是持久的，即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

只有保证了事务的持久性、原子性、隔离性之后，一致性才能得到保障。

在这里插入图片描述

2.2 回顾： MySQL 如何保证原子性

如果想要保证事务的原子性，就需要在异常发生时，对已经执行的操作进行回滚，在 MySQL 中，恢复机制是通过 回滚日志（undo log） 实现的，所有事务进行的修改都会先记录到这个回滚日志中，然后再执行相关的操作。如果执行过程中遇到异常的话，我们直接利用 回滚日志 中的信息将数据回滚到修改之前的样子即可。并且，回滚日志会先于数据持久化到磁盘上。这样就保证了即使遇到数据库突然宕机等情况，当用户再次启动数据库的时候，数据库还能够通过查询回滚日志来回滚之前未完成的事务。

2.3 Spring 支持两种方式的事务管理

  1. 编程式事务管理

通过 TransactionTemplate或者TransactionManager手动管理事务，实际应用中很少使用。
使用TransactionTemplate 进行编程式事务管理：

@Autowired
private TransactionTemplate transactionTemplate;
public void testTransaction() {

        transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
            @Override
            protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus transactionStatus) {

                try {

                    // ....  业务代码
                } catch (Exception e){
                    //回滚
                    transactionStatus.setRollbackOnly();
                }

            }
        });
}

使用 TransactionManager 进行编程式事务管理：

@Autowired
private PlatformTransactionManager transactionManager;

public void testTransaction() {

  TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
          try {
               // ....  业务代码
              transactionManager.commit(status);
          } catch (Exception e) {
              transactionManager.rollback(status);
          }
}
  1. 声明式事务管理
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public void aMethod {
  //do something
  B b = new B();
  C c = new C();
  b.bMethod();
  c.cMethod();
}

2.4 Spring 事务管理接口

Spring 框架中，事务管理相关最重要的 3 个接口如下：
PlatformTransactionManager：（平台）事务管理器，Spring 事务策略的核心。
TransactionDefinition：事务定义信息(事务隔离级别、传播行为、超时、只读、回滚规则)。
TransactionStatus：事务运行状态。

可以把 PlatformTransactionManager 接口可以被看作是事务上层的管理者，而 TransactionDefinition 和 TransactionStatus 这两个接口可以看作是事务的描述。PlatformTransactionManager 会根据 TransactionDefinition 的定义比如事务超时时间、隔离级别、传播行为等来进行事务管理 ，而 TransactionStatus 接口则提供了一些方法来获取事务相应的状态比如是否新事务、是否可以回滚等等。
Spring 事务管理器的接口是：PlatformTransactionManager 。通过这个接口，Spring 为各个平台如：JDBC(DataSourceTransactionManager)、Hibernate(HibernateTransactionManager)、JPA(JpaTransactionManager)等都提供了对应的事务管理器，但是具体的实现就是各个平台自己的事情了。
PlatformTransactionManager接口中定义了三个方法：

package org.springframework.transaction;

import org.springframework.lang.Nullable;

public interface PlatformTransactionManager {
    //获得事务
    TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition var1) throws TransactionException;
    //提交事务
    void commit(TransactionStatus var1) throws TransactionException;
    //回滚事务
    void rollback(TransactionStatus var1) throws TransactionException;
}

2.5 事务属性详解

事务属性可以理解成事务的一些基本配置，描述了事务策略如何应用到方法上。
事务属性包含了 5 个方面：

  • 隔离级别
    TransactionDefinition 接口中定义了 5 个方法以及一些表示事务属性的常量比如隔离级别、传播行为等等。
package org.springframework.transaction;

import org.springframework.lang.Nullable;

public interface TransactionDefinition {
    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;
    int ISOLATION_DEFAULT = -1;
    int ISOLATION_READ_UNCOMMITTED = 1;
    int ISOLATION_READ_COMMITTED = 2;
    int ISOLATION_REPEATABLE_READ = 4;
    int ISOLATION_SERIALIZABLE = 8;
    int TIMEOUT_DEFAULT = -1;
    // 返回事务的传播行为，默认值为 REQUIRED。
    int getPropagationBehavior();
    //返回事务的隔离级别，默认值是 DEFAULT
    int getIsolationLevel();
    // 返回事务的超时时间，默认值为-1。如果超过该时间限制但事务还没有完成，则自动回滚事务。
    int getTimeout();
    // 返回是否为只读事务，默认值为 false
    boolean isReadOnly();

    @Nullable
    String getName();
}
  • 传播行为

事务传播行为是为了解决业务层方法之间互相调用的事务问题。 当事务方法被另一个事务方法调用时，必须指定事务应该如何传播。例如：方法可能继续在现有事务中运行，也可能开启一个新事务，并在自己的事务中运行。
举个例子：在 A 类的aMethod()方法中调用了 B 类的 bMethod() 方法。这个时候就涉及到业务层方法之间互相调用的事务问题。如果 bMethod()如果发生异常需要回滚，如何配置事务传播行为才能让 aMethod()也跟着回滚呢？这个时候就需要事务传播行为来解决。

@Service
Class A {
    @Autowired
    B b;
    @Transactional(propagation = Propagation.xxx)
    public void aMethod {
        //do something
        b.bMethod();
    }
}

@Service
Class B {
    @Transactional(propagation = Propagation.xxx)
    public void bMethod {
       //do something
    }
}

  • 回滚规则
    这些规则定义了哪些异常会导致事务回滚而哪些不会。默认情况下，事务只有遇到运行期异常（RuntimeException 的子类）时才会回滚，Error 也会导致事务回滚，但是，在遇到检查型（Checked）异常时不会回滚。

  • 是否只读
    对于只有读取数据查询的事务，可以指定事务类型为 readonly，即只读事务。只读事务不涉及数据的修改，数据库会提供一些优化手段，适合用在有多条数据库查询操作的方法中。

  • 事务超时
    所谓事务超时，就是指一个事务所允许执行的最长时间，如果超过该时间限制但事务还没有完成，则自动回滚事务。在 TransactionDefinition 中以 int 的值来表示超时时间，其单位是秒，默认值为-1，这表示事务的超时时间取决于底层事务系统或者没有超时时间。

2.6 @Transactional 注解使用

@Transactional注解源码如下，里面包含了基本事务属性的配置：

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface Transactional {

    @AliasFor("transactionManager")
    String value() default "";

    @AliasFor("value")
    String transactionManager() default "";

    Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;

    Isolation isolation() default Isolation.DEFAULT;

    int timeout() default TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT;

    boolean readOnly() default false;

    Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {};

    String[] rollbackForClassName() default {};

    Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {};

    String[] noRollbackForClassName() default {};

}

@Transactional 的常用配置参数：

属性名说明
propagation事务的传播行为，默认值为 REQUIRED
isolation事务的隔离级别，默认值采用 DEFAULT
timeout事务的超时时间，默认值为-1（不会超时）。如果超过该时间限制但事务还没有完成，则自动回滚事务。
readOnly指定事务是否为只读事务，默认值为 false。
rollbackFor用于指定能够触发事务回滚的异常类型，并且可以指定多个异常类型。

3. 技术使用中遇到的问题和解决过程

3. 1 遇到的问题

Spring 声明式事务@Transactional不起作用，仍然存在事务失败的问题

3.2 解决过程

@Transactional 注解只有作用到 public 方法上事务才生效，不推荐在接口上使用，在编码中错误地将@Transactional添加在了接口上导致事务失效。这里总结一下@Transactional 的使用注意事项：

  • @Transactional 注解只有作用到 public 方法上事务才生效，不推荐在接口上使用；
  • 避免同一个类中调用 @Transactional 注解的方法，这样会导致事务失效；
  • 正确的设置 @Transactional 的 rollbackFor 和 propagation 属性，否则事务可能会回滚失败;
  • 被 @Transactional 注解的方法所在的类必须被 Spring 管理，否则不生效；
  • 底层使用的数据库必须支持事务机制，否则不生效；

4. 总结

系统的每个业务方法可能包括了多个原子性的数据库操作，需要事务来保证业务的正确和完整。 Spring框架提供的一些列事务管理方法可以帮助开发者进行事务管理。

5. 参考文献

1. 全面分析 Spring 的编程式事务管理及声明式事务管理
2. Spring 官方文档

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