再深一點：面試工作兩不誤，源碼級理解Spring事務
Spring有5種隔離級別，7種傳播行為。這是面試常問的內容，也是代碼中經常碰到的知識點。這些知識枯燥而且乏味，其中有些非常的繞。如果栽在這上面，就實在是太可惜了。
xjjdog在一些事務的基礎上，再探討幾個容易淡忘的概念，從源碼層面找原因，加深我們的理解，問題大概包括：
- Spring的事務和數據庫的事務隔離是一個概念么?
- Spring是如何實現事務的?
- 事務隔離機制都有哪些?
- 事務傳播機制都有哪些?
- 查詢語句需要開事務么?
- private方法加事務注解有用么?
1、Spring的事務和數據庫的事務隔離是一個概念么?
先來第一個問題，Spring的事務隔離級別和數據的事務隔離級別，是一回事么?
其實，數據庫一般只有4種隔離機制，Spring抽象出一種default，根據數據設置來變動。
- read uncommitted(未提交讀)
- read committed(提交讀、不可重復讀)
- repeatable read(可重復讀)
- serializable(可串行化)
- default (PlatformTransactionManager默認的隔離級別，使用的就是數據庫默認的)
這是因為，Spring只提供統一事務管理接口，具體實現都是由各數據庫自己實現(如MySQL)。Spring會在事務開始時，根據當前環境中設置的隔離級別，調整數據庫隔離級別，由此保持一致。
在DataSourceUtils文件中，代碼詳細的輸出了這個過程。
- // Apply specific isolation level, if any.
- Integer previousIsolationLevel = null;
- if (definition != null && definition.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT) {
- if (logger.isDebugEnabled()) {
- logger.debug("Changing isolation level of JDBC Connection [" + con + "] to " +
- definition.getIsolationLevel());
- }
- int currentIsolation = con.getTransactionIsolation();
- if (currentIsolation != definition.getIsolationLevel()) {
- previousIsolationLevel = currentIsolation;
- con.setTransactionIsolation(definition.getIsolationLevel());
- }
- }
結論：三種情況，如果Spring沒有指定事務隔離級別，則會采用數據庫默認的事務隔離級別;當Spring指定了事務隔離級別，則會在代碼里將事務隔離級別修改為指定值;當數據庫不支持這種隔離級別，效果則以數據庫的為準(比如采用了MyISAM引擎)。
我們會使用如下的方式進行聲明。如果不是有性能和需求問題，就不要瞎改。事務處理弄不好是會鎖表的，而鎖表在大并發的情況下是會死人的。
- @Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)
2、Spring事務的7種傳播機制
只要寫代碼，代碼總會存在嵌套，或者循環，造成了事務的嵌套或者循環。那么事務在這些情況下，根據配置會有不同的反應。
- REQUIRED 這是默認的。表示當前方法必須在一個具有事務的上下文中運行，如有客戶端有事務在進行，那么被調用端將在該事務中運行，否則的話重新開啟一個事務。(如果被調用端發生異常，那么調用端和被調用端事務都將回滾)
- REQUIRE_NEW 表示當前方法必須運行在它自己的事務中。如果存在當前事務，在該方法執行期間，當前事務會被掛起
- NESTED 如果當前方法正有一個事務在運行中，則該方法應該運行在一個嵌套事務中，被嵌套的事務可以獨立于被封裝的事務中進行提交或者回滾。如果封裝事務存在，并且外層事務拋出異常回滾，那么內層事務必須回滾，反之，內層事務并不影響外層事務。如果封裝事務不存在，則同required的一樣
- SUPPORTS 表示當前方法不必需要具有一個事務上下文，但是如果有一個事務的話，它也可以在這個事務中運行
- NOT_SUPPORTED 表示該方法不應該在一個事務中運行。如果有一個事務正在運行，他將在運行期被掛起，直到這個事務提交或者回滾才恢復執行
- MANDATORY 表示當前方法必須在一個事務中運行，如果沒有事務，將拋出異常
- NEVER 表示當方法務不應該在一個事務中運行，如果存在一個事務，則拋出異常
一般用得比較多的是REQUIRED ， REQUIRES_NEW，用到其他的，你就要小心了，搞懂再用。
最怕如果這倆字了，它會將事情搞的很復雜，尤其是代碼量大的時候，你永遠不知道你寫的service會被誰用到。這就很尷尬了。
我們會采用下面的方式進行聲明。鑒于Spring的事務傳播非常的繞，如果功能滿足需求，那么就用默認的就好，否則會引起不必要的麻煩。
- @Transactional(propagation=Propagation.REQUIRED)
3、事務傳播機制是怎么實現的?
事務傳播機制看似神奇，實際上是使用簡單的ThreadLocal的機制實現的。所以，如果調用的方法是在新線程調用的，事務傳播實際上是會失效的。這不同于我們以前講到的透傳，Spring并沒有做這樣的處理。
所以事務傳播機制，只有翻一遍源代碼，才能印象深刻。僅靠文字去傳播，很多東西會變得不可描述。
如圖，PlatformTransactionManager只有簡單的三個抽象接口，定義了包含JDBC在內的Spring所有的事務操作。
我們平常說的JDBC，只是占到其中一部分。
實現的方式，依然是使用AOP來實現的，具體的實現類是由TransactionAspectSupport來實現的。可以看到，代碼定義了一個叫做transactionInfoHolder的ThreadLocal變量，當用到它的時候，就能夠確保在同一個線程下，獲取的變量是一致的。
- /**
- * Holder to support the {@code currentTransactionStatus()} method,
- * and to support communication between different cooperating advices
- * (e.g. before and after advice) if the aspect involves more than a
- * single method (as will be the case for around advice).
- */
- private static final ThreadLocal<TransactionInfo> transactionInfoHolder =
- new NamedThreadLocal<>("Current aspect-driven transaction");
具體的業務邏輯，是在invokeWithinTransaction中實現的。如果你繼續向下跟蹤的話，會找到AbstractPlatformTransactionManager類中的getTransaction方法。
- @Override
- public final TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition)
- throws TransactionException {
- // Use defaults if no transaction definition given.
- TransactionDefinition def = (definition != null ? definition : TransactionDefinition.withDefaults());
- Object transaction = doGetTransaction();
- boolean debugEnabled = logger.isDebugEnabled();
- if (isExistingTransaction(transaction)) {
- // Existing transaction found -> check propagation behavior to find out how to behave.
- return handleExistingTransaction(def, transaction, debugEnabled);
- }
- // Check definition settings for new transaction.
- if (def.getTimeout() < TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) {
- throw new InvalidTimeoutException("Invalid transaction timeout", def.getTimeout());
- }
- // No existing transaction found -> check propagation behavior to find out how to proceed.
- if (def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY) {
- throw new IllegalTransactionStateException(
- "No existing transaction found for transaction marked with propagation 'mandatory'");
- }
- else if (def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED ||
- def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW ||
- def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) {
- SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(null);
- if (debugEnabled) {
- logger.debug("Creating new transaction with name [" + def.getName() + "]: " + def);
- }
- try {
- return startTransaction(def, transaction, debugEnabled, suspendedResources);
- }
- catch (RuntimeException | Error ex) {
- resume(null, suspendedResources);
- throw ex;
- }
- }
- else {
- // Create "empty" transaction: no actual transaction, but potentially synchronization.
- if (def.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT && logger.isWarnEnabled()) {
- logger.warn("Custom isolation level specified but no actual transaction initiated; " +
- "isolation level will effectively be ignored: " + def);
- }
- boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);
- return prepareTransactionStatus(def, null, true, newSynchronization, debugEnabled, null);
- }
- }
不用我做過多解釋了吧，一切明顯的邏輯，都在代碼里。事務就是在這里創建的。
4、查詢方法可以不開啟事務么?
事務有個readonly，控制了事務的只讀屬性，和事務是否開啟沒半毛錢關系。
在以前的一篇文章中，談到通過設置readonly屬性來控制語句的路由：”MySQL官方驅動“主從分離的神秘面紗(掃盲篇)，這其中就用到了事務的其中一個屬性readonly，它最終是體現在數據庫連接層面的。
- connection.setReadOnly(true);
在Spring中的使用方式如下：
- @Transactional(readOnly=true)
值得注意的是，這個屬性設置之后，并不是每個底層的數據庫都支持。中間層的ORM或者驅動，也可能會拿這個屬性做一些文章，所以與其說這個readonly是功能性的，不如說是一種暗示。
拿MySQL來說，有兩種提交模式：
- SET AUTOCOMMIT=0 禁止自動提交
- SET AUTOCOMMIT=1 開啟自動提交
這都是實打實的SQL語句，所以如果開啟了事務，AUTOCOMMIT要為false。我們可以看到Spring做了以下幾個操作。
- con.setAutoCommit(false);
如果是只讀事務，還不忘手動設置一下。
- if (isEnforceReadOnly() && definition.isReadOnly()) { try (Statement stmt = con.createStatement()) {
- stmt.executeUpdate("SET TRANSACTION READ ONLY");
- }
- }
這種操作是很昂貴的，如果不加Transaction注解，默認是不開啟事務的。單條的查詢語句也是沒有必要開啟事務的，數據庫默認的配置就能滿足需求。
但如果你一次執行多條查詢語句，例如統計查詢，報表查詢，在這種場景下，多條查詢SQL必須保證整體的讀一致性，否則，在前條SQL查詢之后，后條SQL查詢之前，數據被其他用戶改變，就會造成數據的前后不一。
也僅有在這種情況下，要開啟讀事務。
5、private方法加事務注解有用么?
@Transaction注解加在private上，并沒有什么卵用。
這倒不是事務處理的代碼去寫的特性。由于事務的這些功能，是通過AOP方式強加進去的，所以它收到動態代理的控制。
private和final修飾的方法，不會被代理。
但是，你卻可以把private方法放在帶有事務功能的public方法里。這樣，它看起來也有了事務的一些功能特性，但它并沒有。
End
互聯網中，用到的事務并不多，很多都是非常小、速度非常快的接口，對于開發人員來說，事務是個累贅。
但在一些帶有金融屬性的業務中，或者一些企業級開發應用中，事務確實一個繞不過的坎。一旦深入其中，就會發現這個知識點，露著血盆大口，等君入甕。
xjjdog從源碼層次，聊到了幾個面試常問的問題。不要覺得奇怪，有的人確實一直在拿著臟讀、幻讀這樣的名詞來面試。
而這些東西，都屬于當時看了恍然大悟，第二天就繼續懵逼的內容。
什么時候，才能務實一點呢?
作者簡介：小姐姐味道 (xjjdog)，一個不允許程序員走彎路的公眾號。聚焦基礎架構和Linux。十年架構，日百億流量，與你探討高并發世界，給你不一樣的味道。我的個人微信xjjdog0，歡迎添加好友，進一步交流
