框架源码系列十一：事务管理（Spring事务管理的特点、事务概念学习、Spring事务使用学习、Spring事务管理API学习、Spring事务源码学习）

2021-12-08 22:19:02

一、Spring事务管理的特点

Spring框架为事务管理提供一套统一的抽象，带来的好处有：
1. 跨不同事务API的统一的编程模型，无论你使用的是jdbc、jta、jpa、hibernate。
2. 支持声明式事务
3. 简单的事务管理API
4. 能与Spring的数据访问抽象层完美集成

说明：Spring的事物管理是用AOP实现的

二、事务概念学习

1. Isolation隔离级别

此事务与其他事务的工作隔离的程度。例如，该事务能否看到来自其他事务的未提交的写操作
READ_UNCOMMITTED读未提交
READ_COMMITTED读提交
REPEATABLE_READ可重复读
SERIALIZABLE序列化（串行）

2. Read/Write读写

该事务操作是读、还是写、还是有读有写

3. Timeout超时

对事务执行的时长设置一个阀值，如果超过阀值还未完成则回滚。

4. Propagation传播行为

当一个方法开启事务后，在方法中调用了其他的方法，其他方法可能也需要事务管理，此时就涉及事务该如何传播了。
4.1. TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED：如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则创建一个新的事务。
4.2. TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW：创建一个新的事务，如果当前存在事务，则把当前事务挂起。
4.3. TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS：如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则以非事务的方式继续运行。
4.4. TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：以非事务方式运行，如果当前存在事务，则把当前事务挂起。
4.5. TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER：以非事务方式运行，如果当前存在事务，则抛出异常。
4.6. TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY：如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则抛出异常。
4.7. TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED：如果当前存在事务，则创建一个事务作为当前事务的嵌套事务来运行；如果当前没有事务，则该取值等价于TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED。

几种事物传播行为的情况：

5. SavePoint保存点

事务中可以设置一些保存点（阶段标识），回滚时可以指定回滚到前面的哪个保存点。

6. Commit/Rollback提交/回滚

提交、回滚事务

三、Spring事务使用学习

1. 配置事务管理器

    <!-- 配置事务管理器 -->

    <bean id="txManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">

        <property name="dataSource" ref="dataSource"/>

    </bean>

2. 注解方式

2.1 开启注解支持

在xml中开启注解方式支持

<!-- 开启注解方式的事务配置支持-->

 <tx:annotation-driven transaction-manager="txManager"/>

或在java代码中以注解的方式（@EnableTransactionManagement）开启注解方式支持

package com.study.leesmall.spring.sample.tx;

import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import org.springframework.context.annotation.ImportResource;

import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;

import com.study.leesmall.spring.sample.tx.entity.User;

import com.study.leesmall.spring.sample.tx.service.UserService;

@Configuration

@ComponentScan("com.study.leesmall.spring.sample.tx")

@ImportResource("classpath:com/study/leesmall/spring/sample/tx/application.xml")
@EnableTransactionManagement
public class TxMain {

    public static void main(String[] args) {

        try (AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(TxMain.class);) {

            User user = new User();

            user.setId("1234564");

            user.setUserName("leesmall-666666666");

            UserService userService = context.getBean(UserService.class);

            userService.insertUser(user);

        }

    }

}

2.2 在要加事务管理的类或方法上加@Transactional注解

package com.study.leesmall.spring.sample.jta.service;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.stereotype.Service;

import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import com.study.leesmall.spring.sample.jta.dao.LogDao;

import com.study.leesmall.spring.sample.jta.entity.Log;

@Service

public class LogService {

    @Autowired

    private LogDao logDao;

    @Transactional
public void insertLog(Log log) {

        this.logDao.insert(log);

    }

}

2.3 掌握@Transactional的属性配置

说明：rollbackFor默认情况下是对RuntimeException进行回滚。

3. 声明式事务配置

Spring提供基于AOP的声明式事务管理，让我们的事务管理变得简单、易用！

    <!-- 数据源 -->

    <bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"

        init-method="init" destroy-method="close">

        <property name="driverClassName" value="${jdbc.driverClassName}" />

        <property name="url" value="${jdbc.url}" />

        <property name="username" value="${jdbc.username}" />

        <property name="password" value="${jdbc.password}" />

        <!-- 配置初始化大小、最小、最大连接数 -->

        <property name="initialSize" value="1" />

        <property name="minIdle" value="1" />

        <property name="maxActive" value="10" />

     </bean>

    <!-- 配置事务管理器 -->

    <bean id="txManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">

        <property name="dataSource" ref="dataSource"/>

    </bean>

    <!-- ********************** 声明式事务配置 begin   ************** -->

    <!-- 配置事务增强的advice -->

    <tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="txManager">

        <tx:attributes>

            <!-- all methods starting with 'get' are read-only -->

            <tx:method name="get*" read-only="true" />

            <!-- other methods use the default transaction settings (see below) -->

            <tx:method name="*" />

        </tx:attributes>

    </tx:advice>

    <!-- 配置事务的AOP切面 -->

    <aop:config>

        <aop:pointcut id="allService" expression="execution(* com.study.leesmall.spring.sample.tx.service.*Service.*(..)))"/>

        <aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="allService"/>

    </aop:config>

 <!-- ********************** 声明式事务配置 end ************** -->

3.1 掌握<tx:method>的各项属性的配置

4. 编程式事务管理

@Autowired
private PlatformTransactionManager txManager;

public User insertUser(User u) {

        // 1、创建事务定义

        TransactionDefinition definition = new DefaultTransactionDefinition();

        // 2、根据定义开启事务

        TransactionStatus status = txManager.getTransaction(definition);

        try {

            this.userDao.insert(u);

            // 3、提交事务

            txManager.commit(status);

            return this.userDao.find(u.getId());

        } catch (Exception e) {

            // 4、异常了，回滚事务

            txManager.rollback(status);

            throw e;

        }

    }

4.1 TransactionTemplate中的代码示例：

@Override

@Nullable

public <T> T execute(TransactionCallback<T> action) throws TransactionException {

    Assert.state(this.transactionManager != null, "No PlatformTransactionManager set");

    if (this.transactionManager instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)

    {

        return ((CallbackPreferringPlatformTransactionManager)

        this.transactionManager).execute(this, action);

    }

    else

    {

        TransactionStatus status = this.transactionManager.getTransaction(this);

        T result;

        try {

            result = action.doInTransaction(status);

        }

        catch (RuntimeException | Error ex) {

            // Transactional code threw application exception -> rollback

            rollbackOnException(status, ex);

            throw ex;

        }

        catch (Throwable ex) {

            // Transactional code threw unexpected exception -> rollback

            rollbackOnException(status, ex);

            throw new UndeclaredThrowableException(ex, "TransactionCallback threw

            undeclared checked exception");

        }

        this.transactionManager.commit(status);

        return result;

    }

}

四、Spring事务管理API学习

Spring为事务管理提供了统一的抽象建模，这样我们使用Spring来进行事务管理时，就只需要学会这套API即可，无论底下使用的是何种事务管理方式，jdbc也好，jpa也好，hibernate也好，jta也好。我们的业务代码中都是面向Spring的事务API。大大降低了我们的学习、使用成本

1.TransactionDefinition

TransactionDefinition：事务定义。Spring事务管理框架将为我们管理事务，但不清楚该如何替我们管理，我们就通过事务定义来定义我们需要的事务管理信息，把这些信给事务管理器，它就知道我们的意图了。

1.1 来看看它都定义了哪些信息项：

1.2 来看看它有什么实现类可用

1.3 看下TransactionAttribute

1.4 请看下DefaultTransactionDefinition、TransactinoTemplate、DefaultTransactionAttribute的源码

1.5 请把这个继承体系的类图画出来

2. PlatformTransactionManager

PlatformTransactionManager平台级的事务管理器，它抽象定义了事务管理行为，不同的事务管理实现实现该接口。我们编程面向该接口。

2.1 看下PlatformTransactionManager中定义的事务管理行为：

请仔细看源码中每个方法的的注释。

2.2 看下PlatformTransactionManager的子类有哪些：

3. TransactionStatus

TransactionStatus 事务状态，持有事务的状态信息。事务管理代码可通过它获取事务状态、以及显式地设置回滚（代替异常的方式）。它继承了SavePoint接口。在它的实现中会持有事务的很多对象：如事务对象、被挂起的事务资源等等。
从TransactionManager中获取事务得到它，提交/回滚事务时要给入它：

看 TransactionTemplate 中的使用示例：

3.1 看下它定义的方法

3.2 看它有哪些实现类

3.3 看下AbstractTransactionStatus、DefaultTransactionStatus中定义了哪些属性

五、Spring事务源码学习

1. AbstractPlatformTransactionManager

AbstractPlatformTransactionManager是PlatformTransactionManager的实现类

PlatformTransactionManager对应的源代码：

PlatformTransactionManager的子类：

下面来看一下AbstractPlatformTransactionManager中的三个方法的实现逻辑
getTransaction()
commit()
rollback()

1.1 看一下获取事物的方法org.springframework.transaction.support.AbstractPlatformTransactionManager.getTransaction(TransactionDefinition)

1.1.1 看一下事物已存在时的处理逻辑

1.1.2 看一下事物挂起时的处理逻辑

1.2 看一下提交事物的方法org.springframework.transaction.support.AbstractPlatformTransactionManager.commit(TransactionStatus)

1.3 看一下事物回滚的方法

org.springframework.transaction.support.AbstractPlatformTransactionManager.rollback(TransactionStatus)

org.springframework.transaction.support.AbstractPlatformTransactionManager.processRollback(DefaultTransactionStatus, boolean)

总结这里的设计模式、设计原则：
面向接口编程
抽象类：固定不变的实现，提供模板方法，具体子类实现模板方法
一句话：接口、抽象类、模板方法、具体子类。Spring中很多地方用了。

2. DataSourceTransactionManager

DataSourceTransactionManager是基于jdbc connection的本地事务管理实现。多个方法调用参与到同一个事务，是通过共用connection来完成的

方法一：UserService.insertUser调用了方法二：logService.insertLog(log)，两个都加事务定义，验证以下几种传播：
方法一required---方法二required
方法一required---方法二requires_new
方法一required---方法二nested

2.1 准备

Xml配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"

    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"

    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"

    xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"

    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans

        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd

        http://www.springframework.org/schema/context

        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd

        http://www.springframework.org/schema/aop

        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd

        http://www.springframework.org/schema/tx

        http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd">  

    <!-- 加载配置参数 -->

    <context:property-placeholder location="classpath:com/study/leesmall/spring/sample/tx/application.properties"/>

    <!-- 数据源 -->

    <bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"

        init-method="init" destroy-method="close">

        <property name="driverClassName" value="${jdbc.driverClassName}" />

        <property name="url" value="${jdbc.url}" />

        <property name="username" value="${jdbc.username}" />

        <property name="password" value="${jdbc.password}" />

        <!-- 配置初始化大小、最小、最大连接数 -->

        <property name="initialSize" value="1" />

        <property name="minIdle" value="1" />

        <property name="maxActive" value="10" />

     </bean>

     <bean id="jdbcTemplate" class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate" scope="prototype">

         <property name="dataSource" ref="dataSource" />

     </bean>

    <!-- *******************  事务管理配置    begin  ********************************** -->

    <!-- 配置事务管理器 -->

    <bean id="txManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">

        <property name="dataSource" ref="dataSource"/>

    </bean>

    <!-- *******************  事务管理配置    end  ********************************** -->

</beans>

UserService:

@Service

public class UserService {

    @Autowired

    private UserDao userDao;

    @Autowired

    private LogService logService;

    @Transactional

    public User insertUser(User u) {

        this.userDao.insert(u);

        Log log = new Log(System.currentTimeMillis() + "", System.currentTimeMillis() + "-" +

        u.getUserName());

        this.logService.insertLog(log);

        return this.userDao.find(u.getId());

    }

}

LogService:

@Service

public class LogService {

    @Autowired

    private LogDao logDao;

    @Transactional

    // @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)

    // @Transactional(propagation = Propagation.NESTED)

    public void insertLog(Log log) {

        this.logDao.insert(log);

    }

}

TxMain:

package com.study.leesmall.spring.sample.tx;

import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import org.springframework.context.annotation.ImportResource;

import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;

import com.study.leesmall.spring.sample.tx.entity.User;

import com.study.leesmall.spring.sample.tx.service.UserService;

@Configuration

@ComponentScan("com.study.leesmall.spring.sample.tx")

@ImportResource("classpath:com/study/leesmall/spring/sample/tx/application.xml")

@EnableTransactionManagement

public class TxMain {

    public static void main(String[] args) {

        try (AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(TxMain.class);) {

            User user = new User();

            user.setId("1234564");

            user.setUserName("leesmall-666666666");

            UserService userService = context.getBean(UserService.class);

            userService.insertUser(user);

        }

    }

}

在AbstractPlatformTransactionManager.getTransaction方法里面打断点拿到调用栈去分析

接下来跟代码，重点是要找到 Connection 绑定到线程，绑定到了哪里

调用栈如下：

看完getTransaction即可。现在已有connection了，接下来业务代码中使用connection地方

找到JdbcTemplate的update操作的获取connection的代码，加断点，然后F8，让程序执行到这里，看下调用栈。

F5进入DataSourceUtils.getConnection(obtainDataSource())，看它如何获取Connection

调用栈如下：

第二次进到 getTransaction()

3. 声明式事务过程源码学习

先看一下声明式事务配置的示例：

    <!-- ********************** 声明式事务配置   ************** -->

    <!-- 配置事务增强的advice -->

    <tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="txManager">

        <tx:attributes>

            <!-- all methods starting with 'get' are read-only -->

            <tx:method name="get*" read-only="true" />

           <!--  other methods use the default transaction settings (see below) -->

            <tx:method name="*" />

        </tx:attributes>

    </tx:advice>

    <!-- 配置事务的AOP切面 -->

    <aop:config>

        <aop:pointcut id="allService" expression="execution(* com.study.leesmall.spring.sample.tx.service.*Service.*(..)))"/>

        <aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="allService"/>

    </aop:config>

3.1 标签解析

1）入口

E:\lib\spring-tx-5.1.3.RELEASE.jar

/META-INF/spring.handlers

http\://www.springframework.org/schema/tx=org.springframework.transaction.config.TxNamespaceHandler

3.2、<tx:advice>标签的解析器TxAdviceBeanDefinitionParser

a)思考：<tx:advice>advice注册的会是个什么advice?
b)浏览TxAdviceBeanDefinitionParser的代码，了解<tx:advice><tx:attributes>
<tx:method>的解析过程，产出了什么。
c)浏览TransactionInterceptor的代码，重点：invoke(MethodInvocationinvocation)方法
invokeWithinTransaction方法
d)浏览TransactionInterceptor的继承体系，事务处理的逻辑都在TransactionAspectSupport中
e)浏览TransactionAspectSupport
它里面有如下属性：
它的重点方法是invokeWithinTransaction
f)浏览TransactionAttributeSource接口定义
g)浏览TransactionAttributeSource的继承体系
h)再来看下TransactionAttribute，可能已不记得它是什么了

1）解析<tx:advice>标签

org.springframework.transaction.config.TxAdviceBeanDefinitionParser.doParse(Element, ParserContext, BeanDefinitionBuilder)

org.springframework.transaction.config.TxAdviceBeanDefinitionParser.parseAttributeSource(Element, ParserContext)

解析<tx:advice id="txAdvice" />标签的子标签<tx:attributes>

2）分析TransactionInterceptor

TransactionInterceptor的继承体系：

父类：

子类没有：

org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor.invoke(MethodInvocation)

事务处理的逻辑都在TransactionAspectSupport中

浏览TransactionAspectSupport
它里面有如下属性：

它的重点方法是invokeWithinTransaction

org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAspectSupport.invokeWithinTransaction(Method, Class<?>, InvocationCallback)

org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAspectSupport.getTransactionAttributeSource()

org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAspectSupport.createTransactionIfNecessary(PlatformTransactionManager, TransactionAttribute, String)

org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAspectSupport.completeTransactionAfterThrowing(TransactionInfo, Throwable)

3）浏览TransactionAttributeSource接口定义

TransactionAttributeSource的继承体系：

3. 事务处理的监听

事务处理结果的监听：Spring里面可以对事物处理的结果进行监听
https://docs.spring.io/spring/docs/5.1.3.RELEASE/spring-framework-reference/data-access.html#transaction-event

4. 注解方式事务过程学习

开启注解支持：

 <tx:annotation-driven transaction-manager="txManager"/>

1）入口

E:\lib\spring-tx-5.1.3.RELEASE.jar

/META-INF/spring.handlers

http\://www.springframework.org/schema/tx=org.springframework.transaction.config.TxNamespaceHandler

org.springframework.transaction.config.AnnotationDrivenBeanDefinitionParser

org.springframework.transaction.config.AnnotationDrivenBeanDefinitionParser.parse(Element, ParserContext)

org.springframework.transaction.config.AnnotationDrivenBeanDefinitionParser.AopAutoProxyConfigurer.configureAutoProxyCreator(Element, ParserContext)

org.springframework.transaction.interceptor.BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor

org.springframework.transaction.interceptor.TransactionAttributeSourcePointcut

org.springframework.aop.support.StaticMethodMatcherPointcut

org.springframework.transaction.annotation.AnnotationTransactionAttributeSource

什么时候创建代理？

　　创建代理：getBean()创建Bean实例的时候

判断是否要创建代理？

　　怎么判断？Advisor的Pointcut是否匹配。事务是不是一个advisor

怎么使用调用它的方法？
　　切面增强、事务

2）开启注解支持的另外一种方式：

@EnableTransactionManagement

2.1）来看@EnableTransactionManagement这个注解的定义

@EnableTransactionManagement起作用靠：
@Import(TransactionManagementConfigurationSelector.class)
public @interface EnableTransactionManagement {

@Import等价于在TxMain上面导入了一个包

2.2）看TransactionManagementConfigurationSelector

和<tx:annotation-driven transaction-manager="txManager"/>的实现是一样的

    /**

     * Returns {@link ProxyTransactionManagementConfiguration} or

     * {@code AspectJ(Jta)TransactionManagementConfiguration} for {@code PROXY}

     * and {@code ASPECTJ} values of {@link EnableTransactionManagement#mode()},

     * respectively.

     */

    @Override

    protected String[] selectImports(AdviceMode adviceMode) {

        switch (adviceMode) {

            case PROXY:

                return new String[] {AutoProxyRegistrar.class.getName(),

                        ProxyTransactionManagementConfiguration.class.getName()};

            case ASPECTJ:

                return new String[] {determineTransactionAspectClass()};

            default:

                return null;

        }

    }

2.3）看org.springframework.context.annotation.AutoProxyRegistrar实现的接口方法：

2.4）看org.springframework.transaction.annotation.ProxyTransactionManagementConfiguration类

2.5）@import在哪里被解析的
ContextNamespaceHandler
AnnotationConfigBeanDefinitionParser

ConfigurationClassPostProcessor
ConfigurationClassParser
org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser.doProcessConfigurationClass()

org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassParser

启动的时候，解析@EnableTransactionManagement，完成事务管理相关的AOP bean注册
剩下的事情都交给AOP
Xml：
启动的时候，完成事务管理相关的AOP bean注册

完整代码获取地址：https://github.com/leeSmall/FrameSourceCodeStudy/tree/master/spring-source-study

官网学习链接：
https://docs.spring.io/spring/docs/5.1.3.RELEASE/spring-framework-reference/data-access.html#transaction

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