第09篇:Spring声明式事务的实现方式
作者: 西魏陶渊明
博客: https://blog.springlearn.cn/
西魏陶渊明
本篇文章是对Mybatis知识点的一个扩展,主要一起来研究下Spring是如何来管理事务的。顺便再多聊一点其他的知识点,在学习的过程中主要带着以下问题来进行有目的的学习
然后最终来回答下面这些问题。
- Mybatis是如何整合进Spring中的
- Spring如何知道哪些接口是Mapper接口的?
- Mapper接口是如何变成Spring Bean的?
- Spring在哪里声明的SqlSession的实现逻辑?
- Spring中声明式事务的实现方式是怎样的?
- Spring中如何处理嵌套事务的?
- Spring中事务的传播方式是如何实现的?
一、如何整合进Spring中的
默认大家对Spring都比较了解了,这里只说结果。都知道接口是不能被实例化的,那么接口是如何成为Bean的呢?
1.1 如何知道哪些是Mybatis的接口呢?
@MapperScan
Spring中在配置类上加上这个注解。根据源码能看到还导入了MapperScannerRegistrar
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Import(MapperScannerRegistrar.class)
@Repeatable(MapperScans.class)
public @interface MapperScan {}public class MapperScannerRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar, ResourceLoaderAware {}
MapperScannerRegistrar
会在配置类解析时候拿到MapperScan
注解信息,并解析里面的参数。生成一个 MapperScannerConfigurer
信息。
从源码中能看到Mybatis的很多配置信息,都会被注入到MapperScannerConfigurer
中。
public class MapperScannerConfigurerimplements BeanDefinitionRegistryPostProcessor, InitializingBean, ApplicationContextAware, BeanNameAware {}
实现自BeanDefinitionRegistryPostProcessor会前置,拿到MapperScan中的basePackage,最终通过ClassPathMapperScanner
扫描并添加到
BeanDefinitionRegistry
中。
到这里这种方式就能知道哪些是Mybatis中的Mapper接口了。
还有第二种方式当发现Spring容器中没有MapperScannerConfigurer
。会自动注入一个
会直接指定哪些类被Mapper修饰,就将他生成Bean。
好了,到这里就知道如何来确定那些接口是要生成Mybatis接口的了。下面看下个问题。
1.2 Mapper接口是如何变成Spring Bean的?
接口是不能被实例化的,但是在Spring中如何想让接口实例化就可以使用 FactoryBean + 动态代理的方式,实现接口类的实例化。
- 首先利用 ClassPathBeanDefinitionScanner 找到符合规则的类生成 BeanDefinition。
- 给 BeanDefinition 指定BeanClass,执行 FactoryBean 是
MapperFactoryBean
二、Spring在哪里声明的SqlSession的实现逻辑?
通过Mybatis的学习知道SqlSession一共有2个包装类。SqlSessionManager和SqlSessionTemplate。那么SqlSession是在哪里指定用哪个的呢?
答案就在 MapperFactoryBean
public class MapperFactoryBean<T> extends SqlSessionDaoSupport implements FactoryBean<T> {private SqlSessionTemplate sqlSessionTemplate;public void setSqlSessionFactory(SqlSessionFactory sqlSessionFactory) {if (this.sqlSessionTemplate == null || sqlSessionFactory != this.sqlSessionTemplate.getSqlSessionFactory()) {this.sqlSessionTemplate = createSqlSessionTemplate(sqlSessionFactory);}}@SuppressWarnings("WeakerAccess")protected SqlSessionTemplate createSqlSessionTemplate(SqlSessionFactory sqlSessionFactory) {return new SqlSessionTemplate(sqlSessionFactory);}
}
三、Spring中声明式事务的实现方式是怎样的
看了Mybatis中事务这一章节,知道如果使用了SqlSessionTemplate,那么事务的权限就外包给了Spring。那么Spring中事务怎么处理的呢?
终于进入正题了。Spring中提供两种事务的能力。
- 声明式事务
- 编程式事务
3.1 声明式事务
使用 Transactional
修饰方法,其主要实现是使用切面实现。
TransactionAspectSupport#invokeWithinTransaction
。拦截方法。获取事务管理器。
这里我们先来思考下,通过前面的学习知道事务的最底层实现是jdbc驱动来实现的。
那么切面中要想实现,就必须保证切面中的线程执行的数据库操作,一定是同一个SqlSession
这样才能在方法正常执行时候做commit,异常时候做rollback操作。
那我们看下他是如何保证切面中的数据库操作一定是同一个SqlSession的吧。这部分逻辑就在 SqlSessionTemplate
中。
- 获取当前线程是否已经有SqlSession了,如果有就直接使用,这样就保证在切面中的事务用的是同一个事务了。
3.2 编程式事务
TransactionTemplate#execute
编程是事务需要实现者自己来管理事务的,Spring提供的扩展接口类是 CallbackPreferringPlatformTransactionManager
。如果发现容器中默认的事务管理类是这个
就直接调动全局的这个事务管理方法。如果不是就自己来处理。这种设计的好处是,事务管理器既可以做关系型数据库的事务管理,也可以满足一些特定场景的事务控制(eg: 给Kafka的逻辑做一个事务管理)。
四、Spring中如何处理嵌套事务的?
什么是嵌套事务,举一个伪代码的例子。下面 saveUser
代码中有2个Mapper。但是有几个SqlSession呢?
UserMapper userMapper;RegistroyMapper registoryMapper;@Transactional(rollbackFor = {Throwable.class, RuntimeException.class, ExecutionException.class})
public void save(User user){userMapper.save(user);
}@Transactional(rollbackFor = {Throwable.class, RuntimeException.class, ExecutionException.class})
public void saveUser(String userName,Strign password){User user = registoryMapper.regis(userName,password);save(user);
}
通过上面的学习我们了解到如果是Spring来管理的事务是一个线程对应一个SqlSession。所以说上面伪代码中的两个Mapper
其实是用的同一个SqlSession,这样才能保证是在同一个事务中。核心代码逻辑就在这里 SqlSessionUtils#getSqlSession
。
从Spring中的事务管理器中获取 SqlSession
。是否使用同一个事务,外包给Spring容器去托管。这就给Spring提供了很多可以发挥的空间。
比如说传播机制等。
public static SqlSession getSqlSession(SqlSessionFactory sessionFactory, ExecutorType executorType,PersistenceExceptionTranslator exceptionTranslator) {notNull(sessionFactory, NO_SQL_SESSION_FACTORY_SPECIFIED);notNull(executorType, NO_EXECUTOR_TYPE_SPECIFIED);SqlSessionHolder holder = (SqlSessionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(sessionFactory);SqlSession session = sessionHolder(executorType, holder);if (session != null) {return session;}LOGGER.debug(() -> "Creating a new SqlSession");session = sessionFactory.openSession(executorType);registerSessionHolder(sessionFactory, executorType, exceptionTranslator, session);return session;}
五、Spring中事务的传播方式是如何实现的?
传播方式 | 说明 | 常用 |
---|---|---|
TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED | 如果存在一个事务,则支持当前事务。如果没有事务则开启 | ✅ |
TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS | 如果存在一个事务,支持当前事务。如果没有事务,则非事务的执行 | |
TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY | 如果已经存在一个事务,支持当前事务。如果没有一个活动的事务,则抛出异常 | |
TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER | 总是非事务地执行,如果存在一个活动事务,则抛出异常 | |
TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED | 总是非事务地执行,并挂起任何存在的事务 | |
TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW | 总是开启一个新的事务。如果一个事务已经存在,则将这个存在的事务挂起。 | |
TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED | 如果一个活动的事务存在,则运行在一个嵌套的事务中. 如果没有活动事务则按TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED 属性执行 |
思考传播机制如何实现
首先我们先思考下传播机制是如何实现的,因为我们知道 要保证是同一个事务,那么一定是同一个SqlSession,这样才能保证是同一个事务
。
而如果要新开事务,就要先将当前线程绑定的SqlSession等事务信息,给挂起,那么是如何进行挂起的呢? SqlSession又是如何跟线程绑定的呢?
5.1 SqlSession是如何跟线程绑定的呢?
通过TransactionSynchronizationManager中的ThreadLocal跟线程绑定(new NamedThreadLocal<>("Transactional resources"))
。注意: 如果主线程下创建子线程是不能绑定上的。
private static void registerSessionHolder(SqlSessionFactory sessionFactory, ExecutorType executorType,PersistenceExceptionTranslator exceptionTranslator, SqlSession session) {SqlSessionHolder holder = new SqlSessionHolder(session, executorType, exceptionTranslator);TransactionSynchronizationManager.bindResource(sessionFactory, holder);TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new SqlSessionSynchronization(holder, sessionFactory));holder.setSynchronizedWithTransaction(true);holder.requested();}
5.2 事务是如何嵌套的?
答案就在 TransactionAspectSupport#TransactionInfo
中。一个事务注解对应一个TransactionInfo,如果出现嵌套
就会生成一个事务链。如下图一样。
当里层的事务处理完成后会执行清理动作,同时在将第一个的事务在进行恢复跟线程绑定。
private void restoreThreadLocalStatus() {// Use stack to restore old transaction TransactionInfo.// Will be null if none was set.transactionInfoHolder.set(this.oldTransactionInfo);}
5.3 事务是如何挂起的?
前面知道每一个 @Transaction
注解会对应一个 TransactionAspectSupport#TransactionInfo
。而事务挂起后,会先跟线程进行解绑。
然后挂起的事务 SuspendedResourcesHolder
会被添加在 TransactionStatus
中。
挂起的数据保存在哪里
protected final class TransactionInfo {// 事务管理器@Nullableprivate final PlatformTransactionManager transactionManager;// 事务信息@Nullableprivate final TransactionAttribute transactionAttribute;// 切面点private final String joinpointIdentification;// DefaultTransactionStatus@Nullableprivate TransactionStatus transactionStatus; @Nullableprivate TransactionInfo oldTransactionInfo;
}public class DefaultTransactionStatus extends AbstractTransactionStatus {@Nullableprivate final Object transaction;private final boolean newTransaction;private final boolean newSynchronization;private final boolean readOnly;private final boolean debug;@Nullableprivate final Object suspendedResources;
}
如何进行挂起的
TransactionSynchronization 事务同步器,为了解决事务的传播方式
- suspend 暂定事务,将事务从当前线程上解绑
- resume 恢复事务,将事务从新恢复到当前线程上
- beforeCommit 触发提交事务,执行commit
- beforeCompletion 事务提交后
- afterCommit 提交后
- afterCompletion 完成后调用
SqlSessionSynchronization 也是跟当前线程绑定的
- 位置
TransactionSynchronizationManager#ThreadLocal<Set<TransactionSynchronization>> synchronizations
// 挂起时候,将SqlSessionHolder与当前线程进行解绑@Overridepublic void suspend() {if (this.holderActive) {LOGGER.debug(() -> "Transaction synchronization suspending SqlSession [" + this.holder.getSqlSession() + "]");TransactionSynchronizationManager.unbindResource(this.sessionFactory);}}/*** 恢复时候重新跟当前线程绑定*/@Overridepublic void resume() {if (this.holderActive) {LOGGER.debug(() -> "Transaction synchronization resuming SqlSession [" + this.holder.getSqlSession() + "]");TransactionSynchronizationManager.bindResource(this.sessionFactory, this.holder);}}
5.4 传播方式具体实现
下面这段代码就是事务注解的切面处理类,Spring事务的所有逻辑和扩展支持都在这里。
TransactionAspectSupport#invokeWithinTransaction
首先我们先看整体的逻辑
- 获取当切面上的
@Transaction
注解信息 - 根据注解信息找到指定的事务管理器,如果没有执行就使用默认的
- 生成事务信息
TransactionInfo
传播机制,事务挂起都在这个类上 - 失败执行回滚&成功提交&如果是嵌套事务,从
TransactionInfo
中将挂起的事务重新跟线程进行绑定
protected Object invokeWithinTransaction(Method method, @Nullable Class<?> targetClass,final InvocationCallback invocation) throws Throwable {// If the transaction attribute is null, the method is non-transactional.TransactionAttributeSource tas = getTransactionAttributeSource();// 获取被事务注解标记的事务信息final TransactionAttribute txAttr = (tas != null ? tas.getTransactionAttribute(method, targetClass) : null);// 根据事务注解上指定的事务管理器名称,去系统中获取,如果没有就拿系统中默认的事务管理器final PlatformTransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr);// 切面拦截点: com.alibaba.purchase.domain.replenish.impl.ReplenishDomainWriteServiceImpl.mockSavefinal String joinpointIdentification = methodIdentification(method, targetClass, txAttr);// 这里只看关系型数据的的事务逻辑。CallbackPreferringPlatformTransactionManager是具有回调性质的事务管理器,多用于处理自定的事务if (txAttr == null || !(tm instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)) {// Standard transaction demarcation with getTransaction and commit/rollback calls.// 获取事务的信息,包含传播方式TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(tm, txAttr, joinpointIdentification);Object retVal = null;try {// This is an around advice: Invoke the next interceptor in the chain.// This will normally result in a target object being invoked.retVal = invocation.proceedWithInvocation();}catch (Throwable ex) {// target invocation exceptioncompleteTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);throw ex;}finally {cleanupTransactionInfo(txInfo);}commitTransactionAfterReturning(txInfo);return retVal;}
}
这里只看传播机制吧。AbstractPlatformTransactionManager#handleExistingTransaction
- TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER 如果存在事务就报错
- TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 如果有事务,就挂起(当前事务跟线程解绑)。不使用事务进行执行。
- TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW 当前事务挂起,新开个事务。
/*** Create a TransactionStatus for an existing transaction.*/private TransactionStatus handleExistingTransaction(TransactionDefinition definition, Object transaction, boolean debugEnabled)throws TransactionException {// TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER(总是非事务地执行,如果存在一个活动事务,则抛出异常)就直接阻断报错if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER) {throw new IllegalTransactionStateException("Existing transaction found for transaction marked with propagation 'never'");}// TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 总是非事务地执行,并挂起任何存在的事务if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED) {if (debugEnabled) {logger.debug("Suspending current transaction");}Object suspendedResources = suspend(transaction);boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);// 数据暂存在TransactionSynchronizationManager#synchronizations同步器中return prepareTransactionStatus(definition, null, false, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);}// 总是开启一个新的事务。如果一个事务已经存在,则将这个存在的事务挂起。if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW) {if (debugEnabled) {logger.debug("Suspending current transaction, creating new transaction with name [" +definition.getName() + "]");}SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(transaction);try {boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus(definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);doBegin(transaction, definition);prepareSynchronization(status, definition);return status;}catch (RuntimeException | Error beginEx) {resumeAfterBeginException(transaction, suspendedResources, beginEx);throw beginEx;}}// 如果有事务存在,则运行在一个嵌套的事务中. 如果没有活动事务则按TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED 属性执行if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) {if (!isNestedTransactionAllowed()) {throw new NestedTransactionNotSupportedException("Transaction manager does not allow nested transactions by default - " +"specify 'nestedTransactionAllowed' property with value 'true'");}if (debugEnabled) {logger.debug("Creating nested transaction with name [" + definition.getName() + "]");}if (useSavepointForNestedTransaction()) {// Create savepoint within existing Spring-managed transaction,// through the SavepointManager API implemented by TransactionStatus.// Usually uses JDBC 3.0 savepoints. Never activates Spring synchronization.DefaultTransactionStatus status =prepareTransactionStatus(definition, transaction, false, false, debugEnabled, null);// 使用当前事务,并增加当前事务的一次引用。 status.createAndHoldSavepoint();return status;}else {// Nested transaction through nested begin and commit/rollback calls.// Usually only for JTA: Spring synchronization might get activated here// in case of a pre-existing JTA transaction.// 没有新建一个事务boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus(definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, null);doBegin(transaction, definition);prepareSynchronization(status, definition);return status;}}// Assumably PROPAGATION_SUPPORTS or PROPAGATION_REQUIRED.if (debugEnabled) {logger.debug("Participating in existing transaction");}if (isValidateExistingTransaction()) {if (definition.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT) {Integer currentIsolationLevel = TransactionSynchronizationManager.getCurrentTransactionIsolationLevel();if (currentIsolationLevel == null || currentIsolationLevel != definition.getIsolationLevel()) {Constants isoConstants = DefaultTransactionDefinition.constants;throw new IllegalTransactionStateException("Participating transaction with definition [" +definition + "] specifies isolation level which is incompatible with existing transaction: " +(currentIsolationLevel != null ?isoConstants.toCode(currentIsolationLevel, DefaultTransactionDefinition.PREFIX_ISOLATION) :"(unknown)"));}}if (!definition.isReadOnly()) {if (TransactionSynchronizationManager.isCurrentTransactionReadOnly()) {throw new IllegalTransactionStateException("Participating transaction with definition [" +definition + "] is not marked as read-only but existing transaction is");}}}// boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);return prepareTransactionStatus(definition, transaction, false, newSynchronization, debugEnabled, null);}
5.5 嵌套事务如何知道是否要提交
当两个Mapper中使用的是同一个SqlSession,那么会不会第二个事务在执行后,就直接commit了呢,此时第一个事务有一次commit。导致异常呢?
解决方案在这里 DefaultTransactionStatus
第二个事务状态中
- newTransaction = false
- newSynchronization = false
而下面代码中会做校验,只需要同步时候才会提交事务。
protected final void triggerBeforeCommit(DefaultTransactionStatus status) {if (status.isNewSynchronization()) {if (status.isDebug()) {logger.trace("Triggering beforeCommit synchronization");}TransactionSynchronizationUtils.triggerBeforeCommit(status.isReadOnly());}
}
第一个事务状态中
- newTransaction = true
- newSynchronization = true
才会真正的去执行。
5.6 这样设计是否线程安全
线程安全只有在多线程环境下才会出现。那么这里一定会有多线程问题。而事务是跟线程进行绑定的,所以这里虽然有多线程但是不会有线程安全问题。
但是这里我们看源码线程绑定时候使用的ThreadLocal,所以你在线程中创建子线程或者是线程中使用线程池,这里的事务都不会共享的。
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