八. Spring事务

前言： 本篇文章，我们主要来学习Spring事务源码。但是提到事务，就不得不说事务的特性、事务引发的问题（脏读、不可重复读、幻读）、隔离级别、传播机制。所以我们首先来回顾一下事务的特性、事务引发的问题、隔离级别和传播机制，然后再来介绍下Spring管理事务的两种方式，最后讲解Spring事务源码。

1. 事务的特性

如果一个数据库声称支持事务的操作，那么该数据库必须要具备以下四个特性：
①原子性（Atomicity）
原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚，因此事务的操作如果成功就必须要完全应用到数据库，如果操作失败则不能对数据库有任何影响。
② 一致性（Consistency）
一致性是指事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态，也就是说一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。
拿转账来说，假设用户A和用户B两者的钱加起来一共是5000，那么不管A和B之间如何转账，转几次账，事务结束后两个用户的钱相加起来应该还得是5000，这就是事务的一致性。
③隔离性（Isolation）
隔离性是当多个用户并发访问数据库时，比如操作同一张表时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作所干扰，多个并发事务之间要相互隔离。
即要达到这么一种效果：对于任意两个并发的事务T1和T2，在事务T1看来，T2要么在T1开始之前就已经结束，要么在T1结束之后才开始，这样每个事务都感觉不到有其他事务在并发地执行。
关于事务的隔离性数据库提供了多种隔离级别，我们会在下面详细介绍。
④持久性（Durability）
持久性是指一个事务一旦被提交了，那么对数据库中的数据的改变就是永久性的，即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。
例如我们在使用JDBC操作数据库时，在提交事务方法后，提示用户事务操作完成，当我们程序执行完成直到看到提示后，就可以认定事务以及正确提交，即使这时候数据库出现了问题，也必须要将我们的事务完全执行完成，否则就会造成我们看到提示事务处理完毕，但是数据库因为故障而没有执行事务的重大错误。

2. 事务隔离级别

前面我们讲了事务四大特性(简称ACID)，现在重点来说明下事务的隔离性，当多个线程都开启事务操作数据库中的数据时，数据库系统要能进行隔离操作，以保证各个线程获取数据的准确性，Spring在TransactionDefinition接口中定义了五个不同的事务隔离级别：
①ISOLATION_DEFAULT
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。
②ISOLATION_READ_UNCOMMITTED
这是事务最低的隔离级别，它充许别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，不可重复读和幻像读
③ISOLATION_READ_COMMITTED
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。这种事务隔离级别可以避免脏读出现，但是可能会出现不可重复读和幻像读。
④ISOLATION_REPEATABLE_READ
这种事务隔离级别可以防止脏读，不可重复读。但是可能出现幻像读。它除了保证一个事务不能读取另一个事务未提交的数据外，还保证了避免下面的情况产生(不可重复读)。
⑤ISOLATION_SERIALIZABLE
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，还避免了幻像读。

3. 并发事务引发的问题

①脏读
脏读是指在一个事务处理过程里读取了另一个未提交的事务中的数据。
当一个事务正在多次修改某个数据，而在这个事务中这多次的修改都还未提交，这时一个并发的事务来访问该数据，就会造成两个事务得到的数据不一致。例如：用户A向用户B转账100元，对应SQL命令如下
update account set money=money+100 where name=’B’; (此时A通知B) update account set money=money - 100 where name=’A’;
当只执行第一条SQL时，A通知B查看账户，B发现确实钱已到账（此时即发生了脏读），而之后无论第二条SQL是否执行，只要该事务不提交，则所有操作都将回滚，那么当B以后再次查看账户时就会发现钱其实并没有转。
②不可重复读
不可重复读是指在对于数据库中的某个数据，一个事务范围内多次查询却返回了不同的数据值，这是由于在查询间隔，被另一个事务修改并提交了。
例如事务T1在读取某一数据，而事务T2立马修改了这个数据并且提交事务给数据库，事务T1再次读取该数据就得到了不同的结果，发送了不可重复读。
不可重复读和脏读的区别是，脏读是某一事务读取了另一个事务未提交的脏数据，而不可重复读则是读取了前一事务提交的数据。
在某些情况下，不可重复读并不是问题，比如我们多次查询某个数据当然以最后查询得到的结果为主。但在另一些情况下就有可能发生问题，例如对于同一个数据A和B依次查询就可能不同，A和B就可能打起来了……
③虚读(幻读)
幻读是事务非独立执行时发生的一种现象。例如事务T1对一个表中所有的行的某个数据项做了从“1”修改为“2”的操作，这时事务T2又对这个表中插入了一行数据项，而这个数据项的数值还是为“1”并且提交给数据库。而操作事务T1的用户如果再查看刚刚修改的数据，会发现还有一行没有修改，其实这行是从事务T2中添加的，就好像产生幻觉一样，这就是发生了幻读。
幻读和不可重复读都是读取了另一条已经提交的事务（这点就脏读不同），所不同的是不可重复读查询的都是同一个数据项，而幻读针对的是一批数据整体（比如数据的个数）。

4. 事务传播机制

① PROPAGATION_REQUIRED
默认的spring事务传播级别，使用该级别的特点是，如果上下文中已经存在事务，那么就加入到事务中执行，如果当前上下文中不存在事务，则新建事务执行。所以这个级别通常能满足处理大多数的业务场景。
②PROPAGATION_SUPPORTS
从字面意思就知道，supports，支持，该传播级别的特点是，如果上下文存在事务，则支持事务加入事务，如果没有事务，则使用非事务的方式执行。所以说，并非所有的包在transactionTemplate.execute中的代码都会有事务支持。这个通常是用来处理那些并非原子性的非核心业务逻辑操作。应用场景较少。
③PROPAGATION_MANDATORY
该级别的事务要求上下文中必须要存在事务，否则就会抛出异常！配置该方式的传播级别是有效的控制上下文调用代码遗漏添加事务控制的保证手段。比如一段代码不能单独被调用执行，但是一旦被调用，就必须有事务包含的情况，就可以使用这个传播级别。
④PROPAGATION_REQUIRES_NEW
从字面即可知道，new，每次都要一个新事务，该传播级别的特点是，每次都会新建一个事务，并且同时将上下文中的事务挂起，执行当前新建事务完成以后，上下文事务恢复再执行。
这是一个很有用的传播级别，举一个应用场景：现在有一个发送100个红包的操作，在发送之前，要做一些系统的初始化、验证、数据记录操作，然后发送100封红包，然后再记录发送日志，发送日志要求100%的准确，如果日志不准确，那么整个父事务逻辑需要回滚。
怎么处理整个业务需求呢？就是通过这个PROPAGATION_REQUIRES_NEW 级别的事务传播控制就可以完成。发送红包的子事务不会直接影响到父事务的提交和回滚。
⑤PROPAGATION_NOT_SUPPORTED
这个也可以从字面得知，not supported ，不支持，当前级别的特点就是上下文中存在事务，则挂起事务，执行当前逻辑，结束后恢复上下文的事务。
这个级别有什么好处？可以帮助你将事务极可能的缩小。我们知道一个事务越大，它存在的风险也就越多。所以在处理事务的过程中，要保证尽可能的缩小范围。比如一段代码，是每次逻辑操作都必须调用的，比如循环1000次的某个非核心业务逻辑操作。这样的代码如果包在事务中，势必造成事务太大，导致出现一些难以考虑周全的异常情况。所以这个事务这个级别的传播级别就派上用场了。用当前级别的事务模板抱起来就可以了。
⑥PROPAGATION_NEVER
该事务更严格，上面一个事务传播级别只是不支持而已，有事务就挂起，而PROPAGATION_NEVER传播级别要求上下文中不能存在事务，一旦有事务，就抛出runtime异常，强制停止执行！这个级别上辈子跟事务有仇。
⑦PROPAGATION_NESTED
嵌套级别事务。该传播级别特征是，如果上下文中存在事务，则嵌套事务执行，如果不存在事务，则新建事务。

5、spring如何管理事务

spring如何管理事务？这个知识点不是本节中点，所以我们只简单说一下，不做具体讲解：
①编程式事务
需要在业务代码中侵入事务代码
②声明式事务
需要通过XML或者注解的形式，Spring 的声明式事务管理是建立在 Spring AOP 机制之上的，其本质是对目标方法前后进行拦截，并在目标方法开始之前创建或者加入一个事务，在执行完目标方法之后根据执行情况提交或者回滚事务。

6、spring声明式事务基本原理

开启spring的本质就是增加了一个Advisor，我们使用@EnableTransactionManagement注解来开启事务，该注解的功能是向spring容器中添加两个bean：

1. AutoProxyRegistrar

主要作用是向spring容器中注册一个InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator的Bean，它继承了AbstractAdvisorAutoProxyCreator，所以InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator的主要作用就是开启自动代理，也就是一个BeanPostProcessor,会在初始化后去寻找Advisor类型的Bean，并判断当前某个bean是否有匹配的Advisor，是否需要利用动态代理产生一个代理对象。

1. ProxyTransactionManagementConfigration

这是一个配置类，里面又定义了三个bean：

• BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor：一个Advisor
• AnnotationTransactionAttributeSource：相当于BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中的Pointcut，用来判断某个类上是否存在@Transactional注解，或者判断某个方法上是否存在@Transactional注解的。
• TransactionInterceptor：相当于BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中的Advice，就是代理逻辑，当某个类中存在@Transactional注解时，到时就产生一个代理对象作为Bean，代理对象在执行某个方法时，最终就会进入到TransactionInterceptor的invoke()方法。

原理梳理：
一个Bean在执行Bean的创建生命周期时，会经过InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator的初始化后的方法，会判断当前当前Bean对象是否和BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor匹配，匹配逻辑为判断该Bean的类上是否存在@Transactional注解，或者类中的某个方法上是否存在@Transactional注解，如果存在则表示该Bean需要进行动态代理产生一个代理对象作为Bean对象。
该代理对象在执行某个方法时，会再次判断当前执行的方法是否和BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor匹配，如果匹配则执行该Advisor中的TransactionInterceptor的invoke()方法，执行基本流程为：

1. 利用所配置的PlatformTransactionManager事务管理器新建一个数据库连接
2. 修改数据库连接的autocommit为false
3. 执行MethodInvocation.proceed()方法，简单理解就是执行业务方法，其中就会执行sql
4. 如果没有抛异常，则提交
5. 如果抛了异常，则回滚