spring事务Propagation及其实现原理详解

Z时代
2024-01-10
分类：综合

本文研究的主要是spring事务Propagation及其实现原理，具体介绍如下。

简介

spring目前已是java开发的一个事实标准，这得益于它的便利、功能齐全、容易上手等特性。在开发过程当中，操作DB是非常常见的操作，而涉及到db，就会涉及到事务。事务在平时的开发过程当中，就算没有注意到，程序正常执行不会有副作用，但如果出现了异常，而又没有处理好事务的话，可能就会出现意想不到的结果。spring在事务方面进行了各种操作的封装，特别是声明式事务的出现，让开发变得更加的舒心。spring对事务进行了扩展，支持定义多种传播属性，这也是本篇要说明的重点。

事务是什么

非严格的讲，一个事务是多个操作的简称，这些操作要么全部生效，要么一个都不生效（相当于没有执行过），一个通用的操作流程简化如下：


try{
 Connection conn = getConnection();
 // 执行一些数据库操作
}catch(Exception e){
  conn.rollback();
}finally{
 conn.close();
}

从以上代码可以看出一些问题：

太多无用的固定代码

如果一个请求需要调用多个服务接口，难以更精细的控制事务

跨多种底层数据层，如jdbc，mybatis，hibernate，jta，难以统一编码方式。

spring提供了声明式事务，使得我们不用关注底层的具体实现，屏蔽了多种不同的底层实现细节，为了支持多种复杂业务对事务的精细控制，spring提供了事务的传播属性，结合声明式事务，成就了一大事务利器。

spring事务传播属性示例分析

在TransactionDefinition类中，spring提供了6种传播属性，接下来分别用简单示例来说明。

温馨提醒：下文提到的加入当前事务，指的是底层使用同一个Connection，但是事务状态对象是可以重新创建的，并不影响。文章提到的当前只存在一个事务，表示的是共用底层的一个Connection，而不在乎创建了多少个事务状态对象(TransactionStatus)。

1、PROPAGATION_REQUIRED

说明：如果当前已经存在事务，那么加入该事务，如果不存在事务，创建一个事务，这是默认的传播属性值。

看一个小例子，代码如下：


@Transactional
public void service(){
 serviceA();
 serviceB();
}
@Transactional
serviceA();
@Transactional
serviceB();

serviceA 和 serviceB 都声明了事务，默认情况下，propagation=PROPAGATION_REQUIRED，整个service调用过程中，只存在一个共享的事务，当有任何异常发生的时候，所有操作回滚。

2、PROPAGATION_SUPPORTS

说明：如果当前已经存在事务，那么加入该事务，否则创建一个所谓的空事务（可以认为无事务执行）。

看一个小例子，代码如下：


public void service(){
  serviceA();
  throw new RunTimeException();
}
@Transactional(propagation=Propagation.SUPPORTS)
serviceA();

serviceA执行时当前没有事务，所以service中抛出的异常不会导致 serviceA回滚。

再看一个小例子，代码如下：


public void service(){
  serviceA();
}
@Transactional(propagation=Propagation.SUPPORTS)
serviceA(){
 do sql 1
 1/0;
 do sql 2
}

由于serviceA运行时没有事务，这时候，如果底层数据源defaultAutoCommit=true，那么sql1是生效的，如果defaultAutoCommit=false，那么sql1无效，如果service有@Transactional标签，serviceA共用service的事务(不再依赖defaultAutoCommit)，此时，serviceA全部被回滚。

3、 PROPAGATION_MANDATORY

说明：当前必须存在一个事务，否则抛出异常。

看一个小例子,代码如下：


public void service(){
  serviceB();
  serviceA();
}
serviceB(){
 do sql
}
@Transactional(propagation=Propagation.MANDATORY)
serviceA(){
 do sql 
}

这种情况执行 service会抛出异常，如果defaultAutoCommit=true，则serviceB是不会回滚的，defaultAutoCommit=false，则serviceB执行无效。

4、PROPAGATN_REQUIRES_NEW

说明：如果当前存在事务，先把当前事务相关内容封装到一个实体，然后重新创建一个新事务，接受这个实体为参数，用于事务的恢复。更直白的说法就是暂停当前事务(当前无事务则不需要)，创建一个新事务。针对这种情况，两个事务没有依赖关系，可以实现新事务回滚了，但外部事务继续执行。

看一个小例子，代码如下：


@Transactional
public void service(){
 serviceB();
 try{
  serviceA();
 }catch(Exception e){
 }
}
serviceB(){
 do sql
}
@Transactional(propagation=Propagation.REQUIRES_NEW)
serviceA(){
 do sql 1
 1/0; 
 do sql 2
}

当调用service接口时，由于serviceA使用的是REQUIRES_NEW，它会创建一个新的事务，但由于serviceA抛出了运行时异常，导致serviceA整个被回滚了，而在service方法中，捕获了异常，所以serviceB是正常提交的。注意，service中的try … catch 代码是必须的，否则service也会抛出异常，导致serviceB也被回滚。

5、Propagation.NOT_SUPPORTED

说明：如果当前存在事务，挂起当前事务，然后新的方法在没有事务的环境中执行，没有spring事务的环境下，sql的提交完全依赖于 defaultAutoCommit属性值。

看一个小例子，代码如下：


@Transactional
public void service(){
  serviceB();
  serviceA();
}
serviceB(){
 do sql
}
@Transactional(propagation=Propagation.NOT_SUPPORTED)
serviceA(){
 do sql 1
 1/0;
 do sql 2
}

当调用service方法的时候，执行到serviceA方法中的1/0代码时，抛出了异常，由于serviceA处于无事务环境下，所以 sql1是否生效取决于defaultAutoCommit的值，当defaultAutoCommit=true时，sql1是生效的，但是service由于抛出了异常，所以serviceB会被回滚。

6、 PROPAGATION_NEVER

说明：如果当前存在事务，则抛出异常，否则在无事务环境上执行代码。

看一个小例子，代码如下：


public void service(){
 serviceB();
 serviceA();
}
serviceB(){
 do sql
}
@Transactional(propagation=Propagation.NEVER)
serviceA(){
 do sql 1
 1/0;
 do sql 2
}

上面的示例调用service后，若defaultAutoCommit=true，则serviceB方法及serviceA中的sql1都会生效。

7、 PROPAGATION_NESTED

说明：如果当前存在事务，则使用 SavePoint 技术把当前事务状态进行保存，然后底层共用一个连接，当NESTED内部出错的时候，自行回滚到 SavePoint这个状态，只要外部捕获到了异常，就可以继续进行外部的事务提交，而不会受到内嵌业务的干扰，但是，如果外部事务抛出了异常，整个大事务都会回滚。

注意： spring配置事务管理器要主动指定 nestedTransactionAllowed=true，如下所示：


 <bean id="dataTransactionManager"
 class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
  <property name="dataSource" ref="dataDataSource" />
  <property name="nestedTransactionAllowed" value="true" />
 </bean>

看一个小例子，代码如下:


@Transactional
public void service(){
 serviceA();
 try{
  serviceB();
 }catch(Exception e){
 }
}
serviceA(){
 do sql
}
@Transactional(propagation=Propagation.NESTED)
serviceB(){
 do sql1
 1/0;
 do sql2
}

serviceB是一个内嵌的业务，内部抛出了运行时异常，所以serviceB整个被回滚了，由于service捕获了异常，所以serviceA是可以正常提交的。

再来看一个例子，代码如下：


@Transactional
public void service(){
  serviceA();
  serviceB();
  1/0;
}
@Transactional(propagation=Propagation.NESTED)
serviceA(){
 do sql
}
serviceB(){
 do sql
}

由于service抛出了异常，所以会导致整个service方法被回滚。（这就是跟PROPAGATION_REQUIRES_NEW不一样的地方了，NESTED方式下的内嵌业务会受到外部事务的异常而回滚。）

实现浅析

前面举例说明了spring事务提供的几种传播属性，用于满足多种不同的业务需求，大家可以依业务而定。接着我们再来看看spring实现这些传播属性最重要的技术依赖是什么。本小节列举 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 和 Propagation.NESTED 分别进行简要说明。

1、 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 实现原理

如下的代码调用：


@Transactional
public void service(){
 serviceB();
 try{
  serviceA();
 }catch(Exception e){
 }
}
@Transactional(propagation=Propagation.REQUIRES_NEW)
serviceA(){
 do sql 1
 1/0;
 do sql 2
}
serviceB(){
 do sql
}

执行原理图如下：

a. 创建事务状态对象，获取一个新的连接，重置连接的 autoCommit，fetchSize，timeout等属性

b. 把连接绑定到ThreadLocal变量

c. 挂起当前事务，把当前事务状态对象，连接等信息封装成一SuspendedResources对象，可用于恢复

d. 创建新的事务状态对象，重新获取新的连接，重置新连接的 autoCommit，fetchSize，timeout等属性，同时，保存SuspendedResources对象，用于事务的恢复，把新的连接绑定到ThreadLocal变量（覆盖操作）

e. 捕获到异常，回滚ThreadLocal中的连接，恢复连接参数，关闭连接，恢复SuspendedResources

f. 提交ThreadLocal变量中的连接(导致serviceB被提交)，还原连接参数，关闭连接，连接归还数据源

所以程序执行的结果就是 serviceA被回滚了，serviceB成功提交了。

2、 PROPAGATION_NESTED 实现原理

如下的代码调用：


@Transactional
public void service(){
 serviceA();
 try{
   serviceB();
 }catch(Exception e){
 }
}
serviceA(){
 do sql
}
@Transactional(propagation=Propagation.NESTED)
serviceB(){
 do sql1
 1/0;
 do sql2
}

执行原理图如下：

a. 创建事务状态对象，获取一个新的连接，重置连接的 autoCommit，fetchSize，timeout等属性

b. 把连接绑定到ThreadLocal变量

c. 标记使用当前事务状态对象，获取ThreadLocal连接对象，保存当前连接的SavePoint，用于异常恢复，此时的SavePoint就是执行完serviceA后的状态

d. 捕获到异常，使用c中的SavePoint进行事务回滚，也就是把状态回滚到执行serviceA后的状态，serviceB方法所有执行不生效

e. 获取ThreadLocal中的连接对象，提交事务，恢复连接属性，关闭连接

其它

spring在底层数据源的基础上，利用 ThreadLocal，SavePoint等技术点实现了多种事务传播属性，便于实现各种复杂的业务。只有理解了传播属性的原理才能更好的驾驭spring事务。Spring回滚事务依赖于对异常的捕获，默认情况下，只有抛出RuntimeException和Error才会回滚事务，当然可以进行配置，更多信息可以查看 @Transactional 这个注解。