Springboot 多线程实现事务控制

文章展示了在JavaSpring环境下,如何在多线程场景下进行事务管理。通过创建一个`TransactionalUntil`类来获取、提交和回滚事务,并在测试代码中使用`CountDownLatch`来协调两个并发执行的线程,确保在所有子线程完成后,根据执行结果决定事务是提交还是回滚。

业务背景

工作中有很多,在一个service实现层,有可能调用其他的service,或者说是使用异步线程,这样就不容易控制当前操作成功和失败
不多说,上代码

获取数据库事务控制器

@Component
public class TransactionalUntil {

    @Resource
    private DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager;

    /**
     * 开启事务
     */
    public TransactionStatus begin() {
        TransactionStatus transaction = dataSourceTransactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        return transaction;
    }

    /**
     * 提交事务
     */
    public void commit(TransactionStatus transactionStatus) {
        dataSourceTransactionManager.commit(transactionStatus);
    }

    /**
     * 回滚事务
     */
    public void rollback(TransactionStatus transactionStatus) {
        dataSourceTransactionManager.rollback(transactionStatus);
    }

}

测试代码

package com.demo.easypdf;

import cn.hutool.core.thread.ThreadUtil;
import com.beust.jcommander.internal.Lists;
import com.demo.easypdf.domain.TestOne;
import com.demo.easypdf.domain.TestT;
import com.demo.easypdf.domain.User;
import com.demo.easypdf.mapper.TestOneMapper;
import com.demo.easypdf.mapper.TestTMapper;
import com.demo.easypdf.mapper.UserMapper;
import com.demo.easypdf.untils.TransactionalUntil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import wiki.xsx.core.pdf.component.text.XEasyPdfText;
import wiki.xsx.core.pdf.doc.XEasyPdfDocument;
import wiki.xsx.core.pdf.doc.XEasyPdfPage;
import wiki.xsx.core.pdf.handler.XEasyPdfHandler;
import wiki.xsx.core.pdf.template.doc.XEasyPdfTemplateDocument;
import wiki.xsx.core.pdf.template.doc.component.block.XEasyPdfTemplateBlockContainer;
import wiki.xsx.core.pdf.template.doc.component.image.XEasyPdfTemplateImage;
import wiki.xsx.core.pdf.template.doc.component.page.XEasyPdfTemplateCurrentPageNumber;
import wiki.xsx.core.pdf.template.doc.component.page.XEasyPdfTemplateTotalPageNumber;
import wiki.xsx.core.pdf.template.doc.component.text.XEasyPdfTemplateText;
import wiki.xsx.core.pdf.template.doc.page.XEasyPdfTemplatePage;
import wiki.xsx.core.pdf.template.handler.XEasyPdfTemplateHandler;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

/**
 * @Author: lkz
 * @Title: TestController
 * @Description: TODO
 * @Date: 2023/4/27 23:17
 */
@RestController
@Slf4j
public class TestController {

    @Resource
    private UserMapper userMapper;
    @Resource
    private TestOneMapper testOneMapper;
    @Resource
    private TestTMapper testTMapper;

    private volatile  Boolean is_ok=new Boolean(true);

    @Resource
    private TransactionalUntil transactionalUntil;

    @GetMapping("test2")
    public void testThreadTran(){
        // 监控子线程数据
        CountDownLatch childMonitor = new CountDownLatch(2);
        // 主线程收集子线程运行最终结果
        List<Boolean> childResponse= new CopyOnWriteArrayList<>();
        //子线程在该对象上等待主线程的通知
        CountDownLatch mainMonitor = new CountDownLatch(1);

        ThreadUtil.execAsync(()->{

            // 开启事务
            TransactionStatus transactionStatus = transactionalUntil.begin();
            try {
                // 操作数据库逻辑
                List<User> user = this.getUserList();
                userMapper.insert(user.get(0));
                childResponse.add(Boolean.TRUE);
                childMonitor.countDown();

                mainMonitor.await();
                log.info("user-线程{}正常执行结束,等待其他线程执行结束",Thread.currentThread().getName());
                if(is_ok){
                    // 事务提交
                    log.info("user-线程正常执行,线程事务提交",Thread.currentThread().getName());
                    transactionalUntil.commit(transactionStatus);
                }else{
                    // 事务回滚
                    log.info("user-线程执行出现异常,线程事务回滚",Thread.currentThread().getName());
                    transactionalUntil.rollback(transactionStatus);
                }
            }catch (Exception e){
                // 提交失败
                log.info("user-线程执行出现异常{},",Thread.currentThread().getName());
                childMonitor.countDown();
                childResponse.add(Boolean.FALSE);
                transactionalUntil.rollback(transactionStatus);
            }

        });

        ThreadUtil.execAsync(()->{
            // 开启事务
            TransactionStatus transactionStatus = transactionalUntil.begin();
            try {
                // 操作数据库逻辑
                List<TestT> testTList = this.getTestTList();
                testTMapper.insert(testTList.get(0));
                log.info("test-线程{}正常执行结束,等待其他线程执行结束",Thread.currentThread().getName());
                // 模拟异常
              //  int a=10/0;
                childResponse.add(Boolean.TRUE);
                childMonitor.countDown();
                mainMonitor.await();
                if(is_ok){
                    // 事务提交
                    log.info("test-线程正常执行,线程事务提交",Thread.currentThread().getName());
                    transactionalUntil.commit(transactionStatus);
                }else{
                    // 事务回滚
                    log.info("test-线程执行出现异常,线程事务回滚",Thread.currentThread().getName());
                    transactionalUntil.rollback(transactionStatus);
                }
            }catch (Exception e){
                // 提交失败
                log.info("test-线程执行出现异常{},",Thread.currentThread().getName());
                childMonitor.countDown();
                childResponse.add(Boolean.FALSE);
                transactionalUntil.rollback(transactionStatus);
            }
        });

        try {
            childMonitor.await();
            for(Boolean res:childResponse){
                while (!res){
                    // 如果有一个子线程只想失败,改变mainResult状态 事务回滚
                    log.info("有线程执行失败,修改标识位,事务回滚");
                    is_ok=false;
                    break;
                }
            }
            //主线程获取结果,子线程根据主线程的结果 提交或回滚
            mainMonitor.countDown();
            System.out.println("执行结束-------");
        }catch (Exception e){
            log.info("事务执行失败");
        }

    }


    public List<User> getUserList(){
        List<User> users= Lists.newArrayList();
        for(int i=0;i<20;i++){
            User user = new User();
            user.setId(i);
            user.setUsername("小"+i);
            user.setPassword("asc");
            user.setAge(i+0);
            users.add(user);
        }
        return users;
    }

    public List<TestT> getTestTList(){
        List<TestT> TestT= Lists.newArrayList();
        for(int i=0;i<20;i++){
            TestT tt = new TestT();
            tt.setPhone("i"+"-1234537");
            tt.setId(i);
            TestT.add(tt);
        }
        return TestT;
    }
    public List<TestOne> getTestOneList(){
        List<TestOne> oneList= Lists.newArrayList();
        for(int i=0;i<20;i++){
            TestOne tt = new TestOne();
            tt.setName("i"+"-1234537");
            oneList.add(tt);
        }
        return oneList;
    }

}

测试结果

没有异常

表1
在这里插入图片描述
表二
在这里插入图片描述
控制台打印
在这里插入图片描述

模拟异常

控制台
在这里插入图片描述
数据库无新增
在这里插入图片描述
题外补充:

 // 异步添加 数据
        List<CompletableFuture> futures=new ArrayList<>();
        InheritableThreadLocal threadLocal = new InheritableThreadLocal();
        CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            TransactionStatus begin = transactionalUntil.begin();
            threadLocal.set(begin);
            List<CtmsCore> ctmsCores = coreMapper.selectList(new LambdaQueryWrapper<CtmsCore>().eq(CtmsCore::getProjectId, batchEntry.getProjectId())
                    .eq(CtmsCore::getIsStatus, NumEnums.THREE.getType()));
            if (CollUtil.isNotEmpty(ctmsCores)) {
                List<CtmsProjectCoreUseLandmark> batchData = new ArrayList<>();
                for (CtmsCore core : ctmsCores) {
                    StringBuffer buffer = new StringBuffer();
                    int thisSecond = DateUtil.thisSecond();
                    int millisecond = DateUtil.thisMillisecond();
                    buffer.append(String.valueOf(thisSecond)).append(String.valueOf(millisecond));
                    coreLandmarks.forEach(mark -> {
                        CtmsProjectCoreUseLandmark useLandmark = new CtmsProjectCoreUseLandmark();
                        useLandmark.setProjectId(mark.getProjectId());
                        useLandmark.setCoreId(core.getId());
                        useLandmark.setLandmarkName(mark.getLandmarkName());
                        useLandmark.setStage(mark.getStage());
                        useLandmark.setSort(mark.getSort());
                        useLandmark.setWeight(mark.getWeight());
                        useLandmark.setIsBeginNode(mark.getIsBeginNode());
                        useLandmark.setId(mark.getId() + buffer+core.getCoreCode());
                        useLandmark.setTemplateId(mark.getTemplatePlanId());
                        useLandmark.setCoreLandmarkId(mark.getId());
                        if (!mark.getParentId().equals(NumEnums.ZERO.getType()) && StrUtil.isNotEmpty(mark.getParentId())) {
                            useLandmark.setParentId(mark.getParentId() + format + buffer+core.getCoreCode());
                        }
                        batchData.add(useLandmark);
                    });

                }
                if (CollUtil.isNotEmpty(batchData)) {
                    coreUseLandmarkMapper.insertBatch(batchData);
                }

                transactionalUntil.commit(begin);

            }
        }).exceptionally((a) -> {
            if(Objects.nonNull(a)){
                TransactionStatus transactionStatus = (TransactionStatus)threadLocal.get();
                transactionalUntil.rollback(transactionStatus);
            }
            throw ServiceExceptionUtil.exception(new ErrorCode(9999, "应用中心里程碑失败"));

        });
        futures.add(future);
        for(CompletableFuture future1:futures){
            future1.join();
        }

### Spring Boot多线程环境下的事务管理 #### 默认事务管理机制及其局限性 在Spring框架中,默认的事务管理机制依赖于`@Transactional`注解来定义事务边界。这种机制利用了Java中的`ThreadLocal`变量,使得每个线程都有自己独立的一份副本,从而保证了同一时刻只有一个活动的事务与特定线程关联[^3]。 然而,在涉及多线程编程的情况下,默认的行为可能会引发一系列问题: - **事务传播失败**:当主线程开启了一个事务并创建子线程执行某些逻辑时,如果希望这些操作也参与到同一个事务当中,则会遇到困难。因为默认情况下,新的线程不会自动加入到父线程所持有的事务里去。 - **资源竞争和数据不一致风险增加**:由于不同线程之间共享相同的数据库连接池或其他持久化层组件,如果没有妥善处理好同步关系的话,很容易造成并发访问冲突以及由此带来的脏读、幻读现象。 为了克服上述挑战,开发者通常采取以下几种策略之一来进行优化改进: #### 解决方案概述 ##### 使用 `PlatformTransactionManager` 一种推荐的方式就是借助Spring提供的`PlatformTransactionManager`接口手动管理事务生命周期。这种方式允许更加灵活地控制何时开始/提交/回滚事务,并且能够跨越多个线程工作[^2]。 具体来说,可以通过如下方式实现跨线程的事务协调: 1. 主线程获取当前活跃的事务对象; 2. 将此事务传递给所有参与计算的工作线程; 3. 工作完成后由主线程统一决定是否要完成整个流程还是触发回滚动作; 这种方法不仅解决了传统方法中存在的缺陷,还增强了系统的稳定性和可靠性。 ##### 结合使用 `CyclicBarrier` 除了依靠平台级别的API外,还可以引入像`java.util.concurrent.CyclicBarrier`这样的高级同步辅助类帮助构建更复杂的业务场景。例如,在等待所有异步任务结束后再做最终决策之前,可以设置屏障让各个参与者在此处汇合并继续下一步骤。 ```java // 创建一个带有计数器的栅栏实例 final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(numberOfThreads, () -> { // 当最后一个线程到达后执行的动作(比如提交事务) }); for (int i=0; i<numberOfThreads; ++i){ executorService.submit(() -> { try{ // 执行具体的业务逻辑... // 等待其他线程 barrier.await(); }catch(BrokenBarrierException | InterruptedException e){ logger.error("Error occurred while waiting at the barrier",e); } }); } ``` 以上代码片段展示了如何在一个典型的生产者消费者模型下运用循环障碍物模式达到目的。 #### 最佳实践建议 针对Spring Boot应用程序而言,考虑到其高度集成的特点,应该优先考虑官方文档给出的标准做法。对于确实存在复杂需求的应用程序,可参考下面几点指导方针: - 明确区分哪些部分适合放在单一线程内运行,而哪些又必须分布至其它地方; - 如果采用自定义解决方案,请务必测试充分验证正确无误后再投入使用; - 考虑性能开销因素,权衡利弊选取最合适的技术路线。
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