深入解析 Spring 事务机制

当构建复杂的企业级应用程序时，数据一致性和可靠性是至关重要的。Spring 框架提供了强大而灵活的事务管理机制，成为开发者处理事务的首选工具。本文将深入探讨 Spring 事务的使用和原理，为大家提供全面的了解和实际应用的指导。

本文概览

• 首先，我们将从事务的基础出发，介绍其概念、生命周期、隔离级别、传播行为。
• 其次，我们再介绍在 Spring 中，如何应用声明式和编程式两种事务管理方式。
• 最后，我们将深入研究 Spring 事务的原理，了解其核心组件和关键类，解析其工作原理，探索它是如何做到将事务的控制与业务逻辑进行解耦的。

事务基础

事务简介

在数据库和软件开发领域，事务是一组相关的操作，被视为不可分割的执行单位。事务具有四个关键数据，简称 ACID 属性：

• 原子性（Atomicity）：事务是原子的，它要么全部执行成功，要么完全不执行。如果事务的任何部分失败，整个事务将回滚到初始状态，不会留下部分完成的结果。
• 一致性（Consistency）：事务在执行前后，数据库的状态应保持一致。这意味着事务的执行不会破坏数据库的完整性约束，如唯一性约束、外键约束等。
• 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，每个事务都应该被隔离，以防止彼此之间的干扰。数据库系统通过事务隔离级别来定义事务之间的隔离程度。
• 持久性（Durability）：一旦事务成功完成，其结果应该是持久的，即使在系统故障或重启后也应该保持。数据库系统通常通过将事务的结果写入日志文件来实现持久性。

事务的生命周期通常包括一下阶段：

• 开始：事务开始时，系统记录数据库的初始状态。
• 执行：事务执行相关的数据库操作，可能包括插入、更新、删除等。
• 提交：如果事务成功执行，将对数据库的更改提交，使其成为永久性的。
• 回滚：如果在事务执行期间发生错误或者事务被显示混滚，系统将撤销事务中的所有更改，回复数据库到事务开始时的状态。

下面我们通过一些例子来深入理解下事务的生命周期过程：

案例一：开启事务并插入一条数据，执行成功并提交事务

-- 开始事务
BEGIN;
-- 执行数据库操作，向 `user` 表中插入一条数据
INSERT INTO `user` (name,age,address) VALUE ("帅气的小张",25,"山东菏泽");
-- 提交事务
COMMIT;

案例二：开启事务插入两条数据，其中第二条数据执行异常，事务发生回滚，那么第一条数据并没有生效

-- 开始事务
BEGIN;
-- 执行操作，向 `user` 表中插入一条数据
INSERT INTO `user` (name,age,address) VALUE ("帅气的小张",25,"山东菏泽");
-- 执行一条异常操作 address 字段拼错
INSERT INTO `user` (name,age,adress) VALUE ("帅气的小张",25,"山东菏泽");
-- 回滚事务
ROLLBACK;

可以看到，在 MySQL 里，执行事务的操作包括 BEGIN（开启）、COMMIT（提交）、ROLLBACK（回滚）

案例三：使用 Spring 框架时，进行声明式事务管理

package com.markus.spring.transaction.service;

import com.markus.spring.data.jdbc.domain.entity.User;
import com.markus.spring.data.jdbc.repository.UserDao;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import java.util.List;
import java.util.Objects;

/**
 * @Author: zhangchenglong06
 * @Date: 2024/2/2
 * @Description:
 */
@Service
public class UserService {
   

    @Autowired
    private UserDao userDao;

    @Transactional
    public void processUser() {
   
        User user = new User();
        user.setName("markus zhang unique time :" + System.currentTimeMillis());
        user.setAge(25);
        user.setAddress("山东菏泽");

        // 1. 先向数据库中插入一条数据
        userDao.insertUser(user);

        // 故意抛出一个异常，验证下 第一步 的操作是否会回滚
        int i = 1 / 0;

        // 2. 再查询该数据
        User queryUserByName = userDao.queryUserByName(user.getName());
        if (Objects.isNull(queryUserByName)) {
   
            return;
        }
        // 3. 再更新该数据到数据库中
        queryUserByName.setAddress("北京朝阳");
        userDao.updateUser(queryUserByName);
    }
}

案例四：使用 Spring 框架时，进行编程式事务管理

package com.markus.spring.transaction.service;

import com.markus.spring.data.jdbc.domain.entity.User;
import com.markus.spring.data.jdbc.repository.UserDao;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.transaction.support.TransactionCallbackWithoutResult;
import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;

import java.util.List;
import java.util.Objects;

/**
 * @Author: zhangchenglong06
 * @Date: 2024/2/2
 * @Description:
 */
@Service
public class UserService {
   

    @Autowired
    private UserDao userDao;

    @Autowired
    private TransactionTemplate transactionTemplate;

    public void processUserByProgram() {
   
        User user = new User();
        user.setName("markus zhang unique time :" + System.currentTimeMillis());
        user.setAge(25);
        user.setAddress("山东菏泽");
        transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
   
            @Override
            protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
   
                try {
   
                    processUser();
                } catch (Exception e) {
   
                    // 如果发生异常，回滚事务
                    status.setRollbackOnly();
                    throw e;
                }
            }
        });
    }

    public void processUser() {
   
        User user = new User();
        user.setName("markus zhang unique time :" + System.currentTimeMillis());
        user.setAge(25);
        user.setAddress("山东菏泽");

        // 1. 先向数据库中插入一条数据
        userDao.insertUser(user);

        // 故意抛出一个异常，验证下 第一步 的操作是否会回滚
        int i = 1 / 0;

        // 2. 再查询该数据
        User queryUserByName = userDao.queryUserByName(user.getName());
        if (Objects.isNull(queryUserByName)) {
   
            return;
        }
        // 3. 再更新该数据到数据库中
        queryUserByName.setAddress("北京朝阳");
        userDao.updateUser(queryUserByName);
    }

    public List<User> queryAllUsers() {
   
        List<User> users = userDao.queryUsers(-1);
        return users;
    }
}