springboot StringTemplate分布式锁 spring的分布式事物

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mob64ca13ff9303 2024-04-30 21:36:42

springboot StringTemplate分布式锁 spring的分布式事物_隔离级别

Spring 作为 Java 开发中的基础设施，对于事务也提供了很好的支持，总体上来说，Spring 支持两种类型的事务，声明式事务和编程式事务。

编程式事务类似于 Jdbc 事务的写法，需要将事务的代码嵌入到业务逻辑中，这样代码的耦合度较高，而声明式事务通过 AOP 的思想能够有效的将事务和业务逻辑代码解耦，因此在实际开发中，声明式事务得到了广泛的应用，而编程式事务则较少使用，考虑到文章内容的完整，本文对两种事务方式都会介绍。

1.核心类

Spring 中对事务的处理，涉及到三个核心类：

PlatformTransactionManager
TransactionDefinition
TransactionStatus

这三个核心类是Spring处理事务的核心类。

1.1 PlatformTransactionManager

PlatformTransactionManager 是事务处理的核心，它有诸多的实现类，如下：

springboot StringTemplate分布式锁 spring的分布式事物_bc_02

3-1

PlatformTransactionManager 的定义如下：

public interface PlatformTransactionManager {
	TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition);
	void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
	void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

可以看到 PlatformTransactionManager 中定义了基本的事务操作方法，这些事务操作方法都是平台无关的，具体的实现都是由不同的子类来实现的。PlatformTransactionManager 中主要有如下三个方法：

「1.getTransaction()」

getTransaction() 是根据传入的 TransactionDefinition 获取一个事务对象，TransactionDefinition 中定义了一些事务的基本规则，例如传播性、隔离级别等。

「2.commit()」

commit() 方法用来提交事务。

「3.rollback()」

rollback() 方法用来回滚事务。

PlatformTransactionManager 有多个实现类，这些实现类就是 Spring 内置的事务管理器，如下：

springboot StringTemplate分布式锁 spring的分布式事物_隔离级别_03

3-2

1.2 TransactionDefinition

TransactionDefinition 用来描述事务的具体规则，该类中的方法如下：

springboot StringTemplate分布式锁 spring的分布式事物_声明式事务_04

3-2

可以看到一共有五个方法：

getIsolationLevel()，获取事务的隔离级别
getName()，获取事务的名称
getPropagationBehavio()，获取事务的传播性
getTimeout()，获取事务的超时时间
isReadOnly()，获取事务是否是只读事务

TransactionDefinition 也有诸多的实现类，如下：

springboot StringTemplate分布式锁 spring的分布式事物_bc_05

3-3

如果开发者使用了编程式事务的话，直接使用 DefaultTransactionDefinition 即可。

1.2.1 隔离级别

这里事务的隔离级别，主要有如下几种：

public enum Isolation {
	DEFAULT(TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT),
	READ_UNCOMMITTED(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED),
	READ_COMMITTED(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED),
	REPEATABLE_READ(TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ),
	SERIALIZABLE(TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE);
	private final int value;
	Isolation(int value) { this.value = value; }
	public int value() { return this.value; }
}

其中，DEFAULT 表示使用数据库默认的事务隔离级别，其他的隔离级别则和数据库中的隔离级别一一对应。

1.2.2 传播性

关于事务的传播性，Spring 主要定义了如下几种：

public enum Propagation {
	REQUIRED(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED),
	SUPPORTS(TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS),
	MANDATORY(TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY),
	REQUIRES_NEW(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW),
	NOT_SUPPORTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED),
	NEVER(TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER),
	NESTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED);
	private final int value;
	Propagation(int value) { this.value = value; }
	public int value() { return this.value; }
}

具体含义如下：

springboot StringTemplate分布式锁 spring的分布式事物_声明式事务_06

其中，PROPAGATION_NESTED 和 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 区别如下：

1. 开启事务的多少，PROPAGATION_REQUIRES_NEW 会开启一个新事务，外部事务挂起，里面的事务独立执行。PROPAGATION_NESTED 为父子事务，实际上是借助 jdbc 的 savepoint 实现的，属于同一个事物。
2. PROPAGATION_NESTED 的回滚可以总结为，子事务回滚到 savepoint，父事务可选择性回滚或者不不滚；父事务回滚子事务一定回滚。PROPAGATION_REQUIRES_NEW 则是不同事物，嵌套事务之间没有必然联系是否回滚都由自己决定。

1.3 TransactionStatus

TransactionStatus 可以直接理解为事务本身，该接口源码如下：

public interface TransactionStatus extends SavepointManager, Flushable {
	boolean isNewTransaction();
	boolean hasSavepoint();
	void setRollbackOnly();
	boolean isRollbackOnly();
	void flush();
	boolean isCompleted();
}

isNewTransaction() 方法获取当前事务是否是一个新事务。
hasSavepoint() 方法判断是否存在 savePoint()。
setRollbackOnly() 方法设置事务必须回滚。
isRollbackOnly() 方法获取事务只能回滚。
flush() 方法将底层会话中的修改刷新到数据库，一般用于 Hibernate/JPA 的会话，对如 JDBC 类型的事务无任何影响。
isCompleted() 方法用来获取是一个事务是否结束。

2.编程式事务

编程式事务并非主流用法，但是为了使我们的知识点完整，这里还是给读者介绍下编程式事务的用法。「本系列所有案例都是基于 SpringBoot，因此涉及到 SpringBoot 相关的知识点，默认认为读者都懂。如果大家对 Spring Boot 尚不熟悉的话，可以先看看松哥关于 Spring Boot 的视频教程:Spring Boot + Vue 视频教程」

编程式事务整体上来说有两种实现方式，下面分别予以介绍。

2.1 基于 Spring 基本的 API

这里还是使用前文的转账数据库，依然模拟一个转账操作。

本案例使用的数据库操作库为 Spring 自带的 JdbcTemplate，当然，读者也可以使用 MyBatis 或者其他库。JdbcTemplate 配置过程这里就省略了(不懂配置，可以参考Spring Boot 整合 JdbcTemplate)，我们来直接看转账的核心操作，如下：

@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Autowired
    PlatformTransactionManager txManager;

    public void transfer() {
        DefaultTransactionDefinition definition = new DefaultTransactionDefinition();
        definition.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ);
        TransactionStatus status = txManager.getTransaction(definition);
        try {
            jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
            int i = 1 / 0;
            jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
            txManager.commit(status);
        } catch (DataAccessException e) {
            e.printStackTrace();
            txManager.rollback(status);
        }
    }
}

关于这段代码，我做如下几点解释：

首先注入 JdbcTemplate，这是由 SpringBoot 自动配置类提供的，这个很简单，这里不赘述。
接下来注入 PlatformTransactionManager，本案例中 PlatformTransactionManager 的实现类是 DataSourceTransactionManager，这是由于开发者没有提供 PlatformTransactionManager 的实例，并且当前项目 claspath 下存在 JdbcTemplate，相关源码如下：

@Configuration
@ConditionalOnClass({ JdbcTemplate.class, PlatformTransactionManager.class })
@AutoConfigureOrder(Ordered.LOWEST_PRECEDENCE)
@EnableConfigurationProperties(DataSourceProperties.class)
public class DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration {

	@Configuration
	@ConditionalOnSingleCandidate(DataSource.class)
	static class DataSourceTransactionManagerConfiguration {
		...
		...
		@Bean
		@ConditionalOnMissingBean(PlatformTransactionManager.class)
		public DataSourceTransactionManager transactionManager(
				DataSourceProperties properties) {
			DataSourceTransactionManager transactionManager = new DataSourceTransactionManager(
					this.dataSource);
			if (this.transactionManagerCustomizers != null) {
				this.transactionManagerCustomizers.customize(transactionManager);
			}
			return transactionManager;
		}
	}
}

在 transfer 方法中，首先定义一个 DefaultTransactionDefinition，然后定义事务的隔离级别，再通过 txManager 中的 getTransaction 方法获取一个 TransactionStatus 的实例，最后在 try..cache 中处理业务，也方法顺利执行时提交事务，否则回滚事务。

2.2 基于 TransactionTemplate

考虑到基于 Spring 基础事务 API 实现的事务管理是一个模板化的操作，Spring 提供了另外一个类 TransactionTemplate，来简化这个模板操作，在 SpringBoot 的 TransactionAutoConfiguration 类中，可以看到 SpringBoot 已经为开发者提供了 TransactionTemplate 实例，如下：

@Configuration
@ConditionalOnClass(PlatformTransactionManager.class)
@AutoConfigureAfter({ JtaAutoConfiguration.class, HibernateJpaAutoConfiguration.class,
		DataSourceTransactionManagerAutoConfiguration.class,
		Neo4jDataAutoConfiguration.class })
@EnableConfigurationProperties(TransactionProperties.class)
public class TransactionAutoConfiguration {
	...
	...
	@Configuration
	@ConditionalOnSingleCandidate(PlatformTransactionManager.class)
	public static class TransactionTemplateConfiguration {

		private final PlatformTransactionManager transactionManager;
		public TransactionTemplateConfiguration(
				PlatformTransactionManager transactionManager) {
			this.transactionManager = transactionManager;
		}
		@Bean
		@ConditionalOnMissingBean
		public TransactionTemplate transactionTemplate() {
			return new TransactionTemplate(this.transactionManager);
		}
	}
	...
	...
}

由于 TransactionTemplate 的实例系统已经配置好了，因此开发者可以直接使用 TransactionTemplate，如下：

@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Autowired
    TransactionTemplate tranTemplate;
    public void transfer() {
        tranTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
            @Override
            protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
                try {
                    jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
                    int i = 1 / 0;
                    jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
                } catch (DataAccessException e) {
                    status.setRollbackOnly();
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }
}

直接注入 TransactionTemplate，然后在 execute 方法中添加回调写核心的业务即可，当抛出异常时，将当前事务标注为只能回滚即可。注意，execute 方法中，如果不需要获取事务执行的结果，则直接使用 TransactionCallbackWithoutResult 类即可，如果要获取事务执行结果，则使用 TransactionCallback 即可。

3.声明式事务

编程式事务会干扰到业务逻辑代码，而声明式事务不会，这是声明式事务的最大优势。

声明式事务的使用比较简单，在 SpringBoot 项目中，直接使用 @Transactional 注解即可实现，如下：

@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
    public void transfer() {
        jdbcTemplate.update("update user set account=account+100 where username='zhangsan'");
        int i = 1 / 0;
        jdbcTemplate.update("update user set account=account-100 where username='lisi'");
    }
}

开发者可以在 @Transactional 注解中配置事务的隔离级别，传播性等。

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