1.前言

系统应用开发过程中通常需要使用事务来保证业务数据的一致性，实现方式如：开启事务、执行数据库写操作、提交或者回滚事务，这种标准实现方式适用于少量一致性业务，如果存在大量需要保证数据一致性的业务，不仅会让开发人员重复编码，还会给系统造成冗余代码。基于这些问题，伟大的Spring框架为我们提供了@Transactional注解，那么它是如何使用一个注解就解决了我们的烦恼呢？我们该如何着手进行分析呢？
SpringBoot集成的功能往往要从一个xxxAutoConfiguration开始说起

2.自动配置

打开TransactionAutoConfiguration自动配置类可以看到一个比较重要的注解@EnableTransactionManagement用于开启事务管理功能，@EnableTransactionManagement注解又导入了AutoProxyRegistrar和ProxyTransactionManagementConfiguration

2.1 事务配置

ProxyTransactionManagementConfiguration中声明了一个切面BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor，看到切面必定会有相对应的切点TransactionAttributeSourcePointcut(用于声明切入的范围)和通知TransactionInterceptor(用于实现切入目标的后续操作)。

2.2 声明@Transactional注解处理器

@Bean
@Role(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE)
public TransactionAttributeSource transactionAttributeSource() {return new AnnotationTransactionAttributeSource();
}

AnnotationTransactionAttributeSource实例化指定了注解解析器为SpringTransactionAnnotationParser

可以看到该解析器主要用来处理@Transactional注解

2.3 注入自动代理注册器

在2.自动配置提到@EnableTransactionManagement还引入了AutoProxyRegistrar，向IOC容器中注入InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator

@Nullable
public static BeanDefinition registerAutoProxyCreatorIfNecessary(BeanDefinitionRegistry registry, @Nullable Object source) {return registerOrEscalateApcAsRequired(InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator.class, registry, source);
}

InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator实现了BeanPostProcessor接口，具有拦截并处理Bean的能力

2.3.1 Bean后置处理

@Override
public Object postProcessAfterInitialization(@Nullable Object bean, String beanName) {if (bean != null) {Object cacheKey = getCacheKey(bean.getClass(), beanName);if (this.earlyProxyReferences.remove(cacheKey) != bean) {return wrapIfNecessary(bean, beanName, cacheKey);}}return bean;
}

2.3.2 从容器中获取所有的Advisor

/*** Find all candidate Advisors to use in auto-proxying.* @return the List of candidate Advisors*/
protected List<Advisor> findCandidateAdvisors() {Assert.state(this.advisorRetrievalHelper != null, "No BeanFactoryAdvisorRetrievalHelper available");return this.advisorRetrievalHelper.findAdvisorBeans();
}

2.3.3 筛选出符合条件的Advisor

public static boolean canApply(Pointcut pc, Class<?> targetClass, boolean hasIntroductions) {// 1.获取切点对应的MethodMatcherMethodMatcher methodMatcher = pc.getMethodMatcher();for (Class<?> clazz : classes) {// 2.获取当前类中的所有方法Method[] methods = ReflectionUtils.getAllDeclaredMethods(clazz);for (Method method : methods) {// 3.判断是否符合切点要求，此处的methodMatcher为TransactionAttributeSourcePointcutif (methodMatcher.matches(method, targetClass)) {return true;}}}return false;
}

判断方法上是否有@Transactional注解，如果有则使用SpringTransactionAnnotationParser进行解析并生成TransactionAttribute

2.3.4 Advisor排序

sortAdvisors(eligibleAdvisors);

2.3.4 小结

protected List<Advisor> findEligibleAdvisors(Class<?> beanClass, String beanName) {// 1.从容器中获取所有类型为Advisor的切面List<Advisor> candidateAdvisors = findCandidateAdvisors();// 2.筛选出符合条件的切面(也就是类或方法上被@Transactional注解标注)List<Advisor> eligibleAdvisors = findAdvisorsThatCanApply(candidateAdvisors, beanClass, beanName);extendAdvisors(eligibleAdvisors);if (!eligibleAdvisors.isEmpty()) {// 3.对符合条件的切面进行升序排序eligibleAdvisors = sortAdvisors(eligibleAdvisors);}return eligibleAdvisors;
}

2.4 选择代理方法

@Override

public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {if (!IN_NATIVE_IMAGE &&(config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config))) {Class<?> targetClass = config.getTargetClass();// 1.如果实现接口则选择jdk代理if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {return new JdkDynamicAopProxy(config);}// 2.选择cglib代理return new ObjenesisCglibAopProxy(config);}else {return new JdkDynamicAopProxy(config);}
}

2.4.1 生成代理

此处以cglib为例

@Override
public Object getProxy(@Nullable ClassLoader classLoader) {try {Class<?> rootClass = this.advised.getTargetClass();Class<?> proxySuperClass = rootClass;// Configure CGLIB Enhancer...Enhancer enhancer = createEnhancer();if (classLoader != null) {enhancer.setClassLoader(classLoader);}enhancer.setSuperclass(proxySuperClass);enhancer.setInterfaces(AopProxyUtils.completeProxiedInterfaces(this.advised));Callback[] callbacks = getCallbacks(rootClass);}
}

private Callback[] getCallbacks(Class<?> rootClass) throws Exception {// Choose an "aop" interceptor (used for AOP calls).Callback aopInterceptor = new DynamicAdvisedInterceptor(this.advised);
}

创建Enhancer并指定回调为DynamicAdvisedInterceptor

2.5 调用代理

执行被代理对象目标方法userService.saveUser(user);时会调用DynamicAdvisedInterceptor的intercept()方法

2.5.1 筛选满足条件的Advice

@Override
public List<Object> getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(Advised config, Method method, @Nullable Class<?> targetClass) {// 1.遍历所有满足条件的Advisor，也就是2.3.3章节返回的Advisorfor (Advisor advisor : advisors) {if (advisor instanceof PointcutAdvisor) {// Add it conditionally.PointcutAdvisor pointcutAdvisor = (PointcutAdvisor) advisor;if (config.isPreFiltered() || pointcutAdvisor.getPointcut().getClassFilter().matches(actualClass)) {MethodMatcher mm = pointcutAdvisor.getPointcut().getMethodMatcher();// 2. 判断是否满足切点要求boolean match = mm.matches(method, actualClass);// 3.满足切点要求if (match) {// 3. 获取切面对应的通知，也就是TransactionInterceptorMethodInterceptor[] interceptors = registry.getInterceptors(advisor);interceptorList.addAll(Arrays.asList(interceptors));}}}}// 4.返回满足条件的通知return interceptorList;
}

2.5.2 执行满足条件的Advice

@Override
@Nullable
public Object proceed() throws Throwable {// 1.如果没有advice可以执行，则执行目标方法if (this.currentInterceptorIndex == this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.size() - 1) {return invokeJoinpoint();}// 2.从advice列表中取出一个adviceObject interceptorOrInterceptionAdvice =this.interceptorsAndDynamicMethodMatchers.get(++this.currentInterceptorIndex);// 3.执行advice的invoke方法，也就是TransactionInterceptor的invokereturn ((MethodInterceptor) interceptorOrInterceptionAdvice).invoke(this);
}

3. 事务调用

3.1 获取事务配置属性

TransactionAttributeSource tas = getTransactionAttributeSource();
final TransactionAttribute txAttr = (tas != null ? tas.getTransactionAttribute(method, targetClass) : null);

也就是@Transactional注解声明的属性

3.2 获取事务管理器

final TransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr);

从容器中获取DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration自动配置类中声明的事务管理器JdbcTransactionManager

public class DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration {@Bean@ConditionalOnMissingBean(TransactionManager.class)JdbcTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource,ObjectProvider<TransactionManagerCustomizers> transactionManagerCustomizers) {JdbcTransactionManager transactionManager = new JdbcTransactionManager(dataSource);transactionManagerCustomizers.ifAvailable((customizers) -> customizers.customize(transactionManager));return transactionManager;}
}

3.3 执行事务

4. 总结

@Transactional实现原理三要素切面、切点、通知

InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator后置处理器拦截所有Bean
遍历所有类型为Advisor的切面
返回满足切点条件的切面列表
选择代理方法
生成代理
调用通知的invoke()方法
开启事务
调用其它通知的invoke()方法，如果没有执行目标方法
执行异常，回滚事务
执行成功，提交事务
执行目标方法

了解@Transactional注解实现原理，不仅可以让我们对切面、切点、通知有一个清晰的认识，还可以让我们通过其思想实现类似功能，如@Cache注解实现应用缓存，@Async注解实现业务异步执行

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