Spring从入门到入坟系列 （七）——Spring框架之事务管理（详细讲解事务的传播行为、隔离级别等事务属性）

1.事务(Transaction)介绍

事务（Transaction），一般是指要做的或所做的事情。在计算机术语中是指访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元(unit)。

比如你去ATM机取1000块钱，大体有两个步骤： 第一步输入密码金额，银行卡扣掉1000元钱； 第二步从ATM出1000元钱。 这两个步骤必须是要么都执行要么都不执行。如果银行卡扣除了1000块但是ATM出钱失败的话，你将会损失1000元；如果银行卡扣钱失败但是ATM却出了1000块，那么银行将损失1000元。

如何保证这两个步骤不会出现一个出现异常了，而另一个执行成功呢？事务就是用来解决这样的问题。事务是一系列的动作，它们综合在一起才是一个完整的工作单元，这些动作必须全部完成，如果有一个失败的话，那么事务就会回滚到最开始的状态，仿佛什么都没发生过一样。 在企业级应用程序开发中，事务管理是必不可少的技术，用来确保数据的完整性和一致性。

2.事务的四个特性（ACID）

①、原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作，由一系列动作组成。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用。

②、一致性（Consistency）：一旦事务完成（不管成功还是失败），系统必须确保它所建模的业务处于一致的状态，而不会是部分完成部分失败。在现实中的数据不应该被破坏。

③、隔离性（Isolation）：可能有许多事务会同时处理相同的数据，因此每个事务都应该与其他事务隔离开来，防止数据损坏。

④、持久性（Durability）：一旦事务完成，无论发生什么系统错误，它的结果都不应该受到影响，这样就能从任何系统崩溃中恢复过来。通常情况下，事务的结果被写到持久化存储器中。

3.Spring 事务管理的核心接口

首先我们创建一个Java工程，然后导入 Spring 核心事务包

我们打开Spring的核心事务包，查看如下类：org.springframework.transaction,以下三个类是Spring中事务的顶级接口！

上面所示的三个类文件便是Spring的事务管理接口。如下图所示：下面我们分别对这三个接口进行简单的介绍

上面讲到的事务管理器接口PlatformTransactionManager通过getTransaction(TransactionDefinition definition)方法来得到事务，这个方法里面的参数是TransactionDefinition类，这个类就定义了一些基本的事务属性。

那么什么是事务属性呢？事务属性可以理解成事务的一些基本配置，描述了事务策略如何应用到方法上。事务属性包含了5个方面，如图所示：

TransactionDefinition 接口方法如下：

3.1.传播行为（面试题）

传播行为：当事务方法被另一个事务方法调用时，必须指定事务应该如何传播。

Spring 定义了如下七中传播行为，这里以A业务和B业务之间如何传播事务为例说明：B包容A

①、PROPAGATION_REQUIRED ：required , 必须。默认值，A如果有事务，B将使用该事务；如果A没有事务，B将创建一个新的事务。 ②、PROPAGATION_SUPPORTS：supports ，支持。A如果有事务，B将使用该事务；如果A没有事务，B将以非事务执行。 ③、PROPAGATION_MANDATORY：mandatory ，强制。A如果有事务，B将使用该事务；如果A没有事务，B将抛异常。 ④、PROPAGATION_REQUIRES_NEW ：requires_new，必须新的。如果A有事务，将A的事务挂起，B创建一个新的事务；如果A没有事务，B创建一个新的事务。 ⑤、PROPAGATION_NOT_SUPPORTED ：not_supported ,不支持。如果A有事务，将A的事务挂起，B将以非事务执行；如果A没有事务，B将以非事务执行。 ⑥、PROPAGATION_NEVER ：never，从不。如果A有事务，B将抛异常；如果A没有事务，B将以非事务执行。 ⑦、PROPAGATION_NESTED ：nested ，嵌套。如果A当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则执行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。

3.2.隔离级别

隔离级别：定义了一个事务可能受其他并发事务影响的程度。

并发事务引起的问题： 在典型的应用程序中，多个事务并发运行，经常会操作相同的数据来完成各自的任务。并发虽然是必须的，但可能会导致以下的问题。

①、脏读（Dirty reads）——脏读发生在一个事务读取了另一个事务改写但尚未提交的数据时。如果改写在稍后被回滚了，那么第一个事务获取的数据就是无效的。

②、不可重复读（Nonrepeatable read）——不可重复读发生在一个事务执行相同的查询两次或两次以上，但是每次都得到不同的数据时。这通常是因为另一个并发事务在两次查询期间进行了更新。

③、幻读（Phantom read）——幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务（T1）读取了几行数据，接着另一个并发事务（T2）插入了一些数据时。在随后的查询中，第一个事务（T1）就会发现多了一些原本不存在的记录。

注意：不可重复读重点是修改，而幻读重点是新增或删除。

在 Spring 事务管理中，为我们定义了如下的隔离级别：

①、ISOLATION_DEFAULT：使用后端数据库默认的隔离级别(不同的数据隔离级别不同) ②、ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读 ③、ISOLATION_READ_COMMITTED（Oracle）：允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生 ④、ISOLATION_REPEATABLE_READ（mysql）：对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生 ⑤、ISOLATION_SERIALIZABLE：最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别，确保阻止脏读、不可重复读以及幻读，也是最慢的事务隔离级别，因为它通常是通过完全锁定事务相关的数据库表来实现的。

上面定义的隔离级别，在 Spring 的 TransactionDefinition.class 中也分别用常量 -1,0,1,2,4,8表示。

3.3.只读

这是事务的第三个特性，是否为只读事务。如果事务只对后端的数据库进行该操作，数据库可以利用事务的只读特性来进行一些特定的优化。通过将事务设置为只读，你就可以给数据库一个机会，让它应用它认为合适的优化措施。 Spring会管理事务，但是查询一般都设置成只读事务，性能会高！

3.4.事务超时

为了使应用程序很好地运行，事务不能运行太长的时间。因为事务可能涉及对后端数据库的锁定，所以长时间的事务会不必要的占用数据库资源。事务超时就是事务的一个定时器，在特定时间内事务如果没有执行完毕，那么就会自动回滚，而不是一直等待其结束。

3.5.回滚规则

事务五边形的最后一个方面是一组规则，这些规则定义了哪些异常会导致事务回滚而哪些不会。默认情况下，事务只有遇到运行期异常时才会回滚，而在遇到检查型异常时不会回滚（这一行为与EJB的回滚行为是一致的） 。但是你可以声明事务在遇到特定的检查型异常时像遇到运行期异常那样回滚。同样，你还可以声明事务遇到特定的异常不回滚，即使这些异常是运行期异常。可以指定何种类型的异常西是否需要回滚撤销！！

4. 转账案例（不用事务AOP实现转账）

我们还是以转账为实例。不用事务看如何实现转账。在数据库中有如下表 account ,内容如下：

CREATE TABLE `ar_account` (
  `id` INT(10) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` VARCHAR(20) NOT NULL,
  `money` DECIMAL(10,2) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8;
​
/*Data for the table `ar_account` */
​
INSERT  INTO `ar_account`(`id`,`username`,`money`) VALUES (1,'cat','1000.00');
INSERT  INTO `ar_account`(`id`,`username`,`money`) VALUES (2,'Tom','1000.00');

创建Mapper接口：

public interface AccountMapper {
    void increaseMoney(@Param("id") Integer id, @Param("money") Double money);
    void decreaseMoney(@Param("id") Integer id, @Param("money") Double money);
}
​

创建XML文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.ssm.mapper.AccountMapper">
​
    <select id="increaseMoney">
        update ar_account set money=money+#{money} where id=#{id}
    </select>
​
    <select id="decreaseMoney">
        update ar_account set money=money-#{money} where id=#{id}
    </select>
​
</mapper>

创建Service接口

public interface AccountService {
    // 转账业务
    void transfer(Integer from, Integer to, Double money);
}
​

创建Service接口实现层：

@Service
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
​
    @Autowired
    AccountMapper accountMapper;
​
    @Override
    public void transfer(Integer from, Integer to, Double money) {
        accountMapper.decreaseMoney(from, money);
        accountMapper.increaseMoney(to, money);
    }
}

测试类：

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration("classpath:applicationContext.xml")
public class TestSpring {
    @Resource
    AccountService accountService;
​
    @Test
    public void test1(){
        accountService.transfer(1, 2, 100.0);
    }
}

查看数据库表 account

上面的结果和我们想的一样，Tom 账户 money 增加了100块。而 cat账户金额减少了100块。

这时候问题来了，比如在 Tom 账户 money 减少了1000块正常。而 Marry 账户金额增加时发生了异常，实际应用中比如断电（这里我们人为构造除数不能为0的异常），如下：

 @Override
    public void transfer(Integer from, Integer to, Double money) {
        accountMapper.decreaseMoney(from, money);
        System.out.println(100/0);
        accountMapper.increaseMoney(to, money);
    }

那么这时候我们执行测试程序，很显然会报错，那么数据库是什么情况呢？

数据库account ：

我们发现，程序执行报错了，但是数据库 cat账户金额依然减少了 100 块，但是 Tom 账户的金额却没有增加。这在实际应用中肯定是不允许的，那么如何解决呢？

5. 声明式事务处理实现转账（基于AOP的 xml 配置）

5.1.TransactionManager

在不同平台，操作事务的代码各不相同，因此spring提供了一个 TransactionManager 接口： DateSourceTransactionManager 用于 JDBC 的事务管理

<bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
     <property name="dataSource" ref="ds"/>
</bean>

5.2.添加事务相关配置

修改applicationContext.xml

<!-- 配置事务:
       Spring事务配置有2种方案：
          1.使用XML来配置声明式事务！
          2.使用注解来配置声明式事务！(推荐)
    -->
​
    <!--事务平台管理器 Spring框架管理事务，有一个核心的接口：PlatformTransactionManager 这个接口有很多实现类，其中有一个专门是JDBC事务管理的类：DataSourceTransactionManager-->
    <bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="ds"/>
    </bean>
​
    <!--将事务织入到目标方法之上-->
    <tx:advice id="advice"  transaction-manager="transactionManager">
        <!--指定事务管理器-->
        <tx:attributes>
​
            <!--转账方法需要事务  propagation="REQUIRED" 默认值! 必须在事务中进行，有事务那么就是使用，没有就创建
                isolation="DEFAULT" 数据库的四大隔离级别，如果不配置就是默认
                Mysql默认隔离级别：REPEATABLE_READ
​
                timeout="-1" 事务超时机制，没有超时  timeout="3" 目标方法3秒之后超时，自动回滚！
​
                no-rollback-for="java.lang.ArithmeticException" 配置具体的某一个异常 不回滚  默认是所有的异常都回滚！
            -->
            <tx:method name="transferMoney" propagation="REQUIRED" isolation="DEFAULT" timeout="30"/>
            <tx:method name="add*" propagation="REQUIRED" isolation="REPEATABLE_READ"/>
            <tx:method name="insert*" propagation="REQUIRED" isolation="REPEATABLE_READ"/>
            <tx:method name="update*" propagation="REQUIRED" isolation="REPEATABLE_READ"/>
            <tx:method name="del*" propagation="REQUIRED" isolation="REPEATABLE_READ"/>
​
            <!--查询的话，不需要在事务中进行 查询配置只读事务read-only="true"-->
            <tx:method name="find*" propagation="NOT_SUPPORTED" read-only="true" isolation="REPEATABLE_READ"/>
            <tx:method name="search*" propagation="NOT_SUPPORTED" read-only="true" isolation="REPEATABLE_READ"/>
​
            <!--propagation="SUPPORTS" 可有可无-->
            <tx:method name="*" propagation="SUPPORTS" read-only="true" isolation="REPEATABLE_READ"/>
​
        </tx:attributes>
    </tx:advice>
​
    <!--配置切面-->
    <aop:config>
        <aop:pointcut id="pointcut" expression="execution(* com.ssm.service.impl.*.*(..))"/>
        <aop:advisor advice-ref="advice" pointcut-ref="pointcut"/>
    </aop:config>

配置介绍:

tx:advice 是用于配置事务相关信息, transaction-manager属性是引入对应类型的事务管理; jdbc/mybatias : DataSourceTransactionManager hibernate: HibernateTransactionManager JPA:JPATransactionManager

---

tx:attributes 此标签所配置的是哪些方法可以作为事务方法(为后面切入点进行补充)

---

tx:method 标签设置具体要添加事务的方法和其他属性 ​ name 是必须的,表示与事务属性关联的方法名(业务方法名),对切入点进行细化。通配符*可以用来指定一批关联到相同的事务属性的方法。如：'get*'、'handle*'、'on*Event'等等. ​ propagation 不是必须的，默认值是REQUIRED， 表示事务传播行为, ​ isolation 不是必须的，默认值DEFAULT ​ timeout 不是必须的 ，默认值-1(永不超时) ，表示事务超时的时间（以秒为单位） ​ read-only 不是必须的 ，默认值false不是只读的 ，表示事务是否只读？ ​ rollback-for 不是必须的，表示将被触发进行回滚的 Exception(s)；以逗号分开。 ​ no-rollback-for 不是必须的 ，表示不被触发进行回滚的 Exception(s)；以逗号分开。

---

aop:config标签 设置事务的切点,配置参与事务的类和对应的方法.

注意: aop:config和tx:advice两者并不冲突, aop:config面向切面编程的切点,选择对应的方法进行切入。 tx:adivce是设置事务的相关的属性和描述。 换句话说,aop:config选择了对应的切入点,tx:advice是在这些切入点上根据 method name属性再次进行筛选!!!　

6.配置声明事务（基于AOP的 注解 配置）　

除了基于XML的事务配置,Spring还提供了基于注解的事务配置,即通过@Transactional对需要事务增强的Bean接口,实现类或者方法进行标注,在容器中配置基于注解的事务增强驱动,即可启用注解的方式声明事务!

6.1.使用@Transactional注解

顺着原来的思路,使用@Transactional对基于aop/tx命名空间的事务配置进行改造! 修改service类添加@Transactional注解

   @Transactional(propagation= Propagation.REQUIRED,isolation = Isolation.DEFAULT,readOnly = false,timeout = -1,rollbackFor = Exception.class)
   @Override
   public int transferMoney(String fromName, String toName, Double money) {
       int count1 = accountMapper.OutMoney(fromName, money);
       int i=100/0;
       int count2 = accountMapper.InMoney(toName, money);
       return count1+count2;
   }

因为注解本身具有一组默认的事务属性,所以往往只要在需要事务的业务类中添加一个@Transactional注解,就完成了业务类事务属性的配置! 当然,注解只能提供元数据,它本身并不能完成事务切面织入的功能.因此,还需要在Spring的配置中通过一行配置'通知'Spring容器对标注@Transactional注解的Bean进行加工处理! 配置:

<!-- 平台事务管理器 -->
<bean id="transactionManager"
    class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
    <property name="dataSource" ref="dataSource" />
</bean>
​
<!--对标注@Transactional注解的Bean进行加工处理,以织入事物管理切面 -->
<tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager" />

在默认情况, <tx:annotation-driven /> 中transaction-manager属性会自动使用名为 "transactionManager" 的事务管理器.所以,如果用户将事务管理器的id定义为 transactionManager , 则可以进一步将①处的配置简化为 <tx:annotation-driven />.

6.2.@Transactional其他方面介绍

• 基于@Transactional注解的配置和基于xml的配置一样,它拥有一组普适性很强的默认事务属性,往往可以直接使用默认的属性.

• @Transactional可以作用在类上面也可以作用在方法上面。用在类上可以将该类的所有方法都作为事务处理。

• 方法处添加注解会覆盖类处定义处的注解,如果有写方法需要使用特殊的事务属性,则可以在类注解的基础上提供方法注解,如下:

@Service
@Transactional(propagation= Propagation.NOT_SUPPORTED,readOnly = true)
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
​
    @Autowired
    AccountMapper accountMapper;
​
    @Transactional(propagation= Propagation.REQUIRED,isolation = Isolation.DEFAULT,readOnly = false,timeout = -1,rollbackFor = Exception.class)
    @Override
    public int addAccount(Account account) {
        return accountMapper.addAccount(account);
    }
    
    @Transactional(propagation= Propagation.REQUIRED,isolation = Isolation.DEFAULT,readOnly = false,timeout = -1,rollbackFor = Exception.class)
    @Override
    public int transferMoney(String fromName, String toName, Double money) {
        int count1 = accountMapper.OutMoney(fromName, money);
        int i=100/0;
        /*try {
            Thread.sleep(6000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
        }*/
        int count2 = accountMapper.InMoney(toName, money);
        return count1+count2;
    }
}