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Spring事物基礎(chǔ)知識及AOP相關(guān)陷阱分析

 更新時間:2021年09月07日 15:48:30   作者:去哪里吃魚  
這篇文章主要介紹了Spring事物基礎(chǔ)知識及AOP相關(guān)陷阱,在平時的實際開發(fā)中經(jīng)常會遇到,只有深入了解了其中的原理,才會在工作中能夠有效應(yīng)對

一、事務(wù)的定義

事務(wù)(Transaction),是指訪問并可能更新數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)項的一個程序執(zhí)行單元(unit),是恢復(fù)和并發(fā)控制的基本單位。

事務(wù)的產(chǎn)生,其實是為了當(dāng)應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫的時候,事務(wù)能夠簡化我們的編程模型,不需要我們?nèi)タ紤]各種各樣的潛在錯誤和并發(fā)問題.

二、事務(wù)的屬性

事務(wù)具有4個屬性,簡稱 ACID

屬性 說明
Atomicity 原子性 一個事務(wù)是一個不可分割的工作單位,事務(wù)中包括的操作要么都做,要么都不做。
Consistency 一致性 事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)c0變到另一個一致性狀態(tài)c1
Isolation 隔離性 一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的,并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾。
Durability 持久性 指一個事務(wù)一旦提交,它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其有任何影響。

三、Spring 事務(wù)的隔離級別

當(dāng)多個線程都開啟事務(wù)操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要能進(jìn)行隔離操作,以保證各個線程獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在介紹數(shù)據(jù)庫提供的各種隔離級別之前,我們先看看如果不考慮事務(wù)的隔離性,會發(fā)生的幾種問題

3.1 隔離級別引出的問題

3.1.1 臟讀

是指在沒有隔離的情況下,一個事務(wù)讀取了另外一個事務(wù)已修改但未提交(有可能回滾也有可能繼續(xù)修改)的緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。

3.1.2 不可重復(fù)讀

數(shù)據(jù)庫中的某項數(shù)據(jù)在一個事務(wù)多次讀取,但是在多次讀取期間,其他事務(wù)對其有修改并提交,導(dǎo)致返回值不同,這就發(fā)生了不可重復(fù)讀。

不可重復(fù)讀側(cè)重修改。

3.1.3 幻讀

幻讀和不可重復(fù)讀相似。當(dāng)一個事務(wù)(T1)讀取幾行記錄后(事務(wù)并沒有結(jié)束),另一個并發(fā)事務(wù)(T2)插入了一些記錄時,幻讀就發(fā)生了。在后來的查詢中,第一個事務(wù)(T1)就會發(fā)現(xiàn)一些原來沒有的額外記錄。

幻讀側(cè)重新增或者刪除。

3.2 隔離級別

在理想狀態(tài)下,事務(wù)之間將完全隔離(即下表中的 Isolation.SERIALIZABLE ),從而可以防止這些問題發(fā)生。

然而,完全隔離會影響性能,因為隔離經(jīng)常涉及到鎖定在數(shù)據(jù)庫中的記錄(甚至有時是鎖表)。

完全隔離要求事務(wù)相互等待來完成工作,會阻礙并發(fā)。因此,可以根據(jù)業(yè)務(wù)場景選擇不同的隔離級別。

隔離級別 含義
Isolation.DEFAULT 使用后端數(shù)據(jù)庫默認(rèn)的隔離級別
Isolation.READ_UNCOMMITTED 允許讀取尚未提交的更改??赡軐?dǎo)致臟讀、幻讀或不可重復(fù)讀。
Isolation.READ_COMMITTED (Oracle 默認(rèn)級別)允許從已經(jīng)提交的并發(fā)事務(wù)讀取??煞乐古K讀,但幻讀和不可重復(fù)讀仍可能會發(fā)生。
Isolation.REPEATABLE_READ (MYSQL默認(rèn)級別)對相同字段的多次讀取的結(jié)果是一致的,除非數(shù)據(jù)被當(dāng)前事務(wù)本身改變??煞乐古K讀和不可重復(fù)讀,但幻讀仍可能發(fā)生。
Isolation.SERIALIZABLE 完全服從ACID的隔離級別,確保不發(fā)生臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀。這在所有隔離級別中也是最慢的,因為它通常是通過完全鎖定當(dāng)前事務(wù)所涉及的數(shù)據(jù)表來完成的。

四、Spring 事務(wù)的傳播機(jī)制

Spring 事務(wù)的傳播機(jī)制描述了在嵌套事務(wù)當(dāng)中,當(dāng)前事務(wù)與外部事務(wù)(最近的那個,有可能沒有)的繼承關(guān)系。

比如一個事務(wù)方法里面調(diào)用了另外一個事務(wù)方法,那么兩個方法是各自作為獨(dú)立的方法提交還是內(nèi)層的事務(wù)合并到外層的事務(wù)一起提交,這就是需要事務(wù)傳播機(jī)制的配置來確定怎么樣執(zhí)行。

Spring 事務(wù)的傳播有如下機(jī)制

類型 描述
PROPAGATION_REQUIRED Spring默認(rèn)的傳播機(jī)制,能滿足絕大部分業(yè)務(wù)需求,如果外層有事務(wù),則當(dāng)前事務(wù)加入到外層事務(wù),一塊提交,一塊回滾。如果外層沒有事務(wù),新建一個事務(wù)執(zhí)行
PROPAGATION_REQUES_NEW 該事務(wù)傳播機(jī)制是每次都會新開啟一個事務(wù),同時把外層事務(wù)掛起,當(dāng)當(dāng)前事務(wù)執(zhí)行完畢,恢復(fù)上層事務(wù)的執(zhí)行。如果外層沒有事務(wù),執(zhí)行當(dāng)前新開啟的事務(wù)即可
PROPAGATION_SUPPORT 如果外層有事務(wù),則加入外層事務(wù),如果外層沒有事務(wù),則直接使用非事務(wù)方式執(zhí)行。完全依賴外層的事務(wù)
PROPAGATION_NOT_SUPPORT 該傳播機(jī)制不支持事務(wù),如果外層存在事務(wù)則掛起,執(zhí)行完當(dāng)前代碼,則恢復(fù)外層事務(wù),無論是否異常都不會回滾當(dāng)前的代碼
PROPAGATION_NEVER 該傳播機(jī)制不支持外層事務(wù),即如果外層有事務(wù)就拋出異常
PROPAGATION_MANDATORY 與NEVER相反,如果外層沒有事務(wù),則拋出異常
PROPAGATION_NESTED 該傳播機(jī)制的特點(diǎn)是可以保存狀態(tài)保存點(diǎn),當(dāng)前事務(wù)回滾到某一個點(diǎn),從而避免所有的嵌套事務(wù)都回滾,即各自回滾各自的,如果子事務(wù)沒有把異常吃掉,基本還是會引起全部回滾的。

五、Spring 事務(wù)的應(yīng)用(聲明式)

Spring 聲明式事務(wù)是指依托注解 @Transactional AOP 功能,在其方法兩端添加事務(wù)的操作,實現(xiàn)對被注解修飾方法的增強(qiáng)。

5.1 事務(wù)只讀

從事務(wù)開始(時間點(diǎn)a)到這個事務(wù)結(jié)束的過程中,其他事務(wù)所提交的數(shù)據(jù),該事務(wù)將看不見?。ú樵冎胁粫霈F(xiàn)別人在時間點(diǎn)a之后提交的數(shù)據(jù))。

事務(wù)只讀只適用于 當(dāng)傳播機(jī)制為 PROPAGATION_REQUIRED,PROPAGATION_REQUES_NEW 的情況

5.1.1 應(yīng)用場景

在諸如統(tǒng)計查詢、報表查詢的過程當(dāng)中,需要多次查詢,為了避免在查詢過程當(dāng)中對剩余查詢數(shù)據(jù)的修改,保證數(shù)據(jù)整體在某一時刻的一致性,需要使用只讀事務(wù)。

5.1.2 使用方式

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES, readOnly = true)
public List<Product> findAllProducts() {
    return this.productDao.findAllProducts();
}

5.2 事務(wù)回滾

在事務(wù)注解 @Transactional 中指定了某個異常后,捕獲到事務(wù)方法拋出了該異常或者其子類異常,會造成事務(wù)回滾。默認(rèn)當(dāng)捕獲到方法拋出的 RuntimeException 異常后,事務(wù)就會回滾。還可以設(shè)置當(dāng)出現(xiàn)某異常時候不回滾,即使是運(yùn)行時異常

5.2.1 使用方式

// 回滾Exception類型異常
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void test1() throws Exception {
    // ..
}

// 回滾自定義類型異常
@Transactional(rollbackForClassName = "org.transaction.demo.CustomException")
public void test2() throws Exception {
    // ..
}

// 不回滾自定義類型異常
@Transactional(noRollbackFor = CustomException.class)
public void test3() throws Exception {
    // ..
}

5.3 事務(wù)超時

如果一個事務(wù)長時間占用數(shù)據(jù)庫連接,會導(dǎo)致服務(wù)等待從而引起服務(wù)雪崩效應(yīng),所以設(shè)置一個合理的超時時間,是必要的。默認(rèn)不超時。事務(wù)超時會引起事務(wù)回滾。

事務(wù)超時只適用于 當(dāng)傳播機(jī)制為 PROPAGATION_REQUIRED,PROPAGATION_REQUES_NEW 的情況

5.3.1 使用方式

//設(shè)置事務(wù)超時時間,單位秒
@Transactional(timeout = 5)
public void test() {
    // ..
}

5.4 事務(wù)傳播機(jī)制的使用方式

//每次外層事務(wù)調(diào)用都會開啟一個新事務(wù)
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void test() {
    // ..
}

5.5 事務(wù)隔離機(jī)制的使用方式

指定事務(wù)隔離機(jī)制只適用于 當(dāng)傳播機(jī)制為 PROPAGATION_REQUIRED,PROPAGATION_REQUES_NEW 的情況

//設(shè)置事務(wù)隔離級別為串行
@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE))
public void test() {
    // ..
}

六、Spring 聲明式事務(wù)的 AOP 陷阱

總所周知,聲明式事務(wù)依托 AOP 功能實現(xiàn)對事務(wù)方法的增強(qiáng),而 AOP 底層則是代理,存在代理陷阱。

6.1 AOP 代理陷阱復(fù)現(xiàn)

    @Transactional(rollbackFor = RuntimeException.class)
    public void insertUser(User user) {
        userMapper.insertUser(user);
        throw new RuntimeException("");
    }
    
    /**
     * 內(nèi)部調(diào)用新增方法
     */
    public void insertMale(User user) {
        user.setGender("male");
        this.insertUser(user);
    }

當(dāng)外部方法直接調(diào)用 insertMale(user) 的時候,事務(wù)并不會生效。

6.2 原因分析

AOP使用的是動態(tài)代理的機(jī)制,它會給類生成一個代理類,事務(wù)的相關(guān)操作都在代理類上完成。內(nèi)部調(diào)用使用的是實例調(diào)用,并沒有通過代理類調(diào)用方法,所以會導(dǎo)致事務(wù)失效。

6.2.1 偽代碼

  • 代理類
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //代理之前做增強(qiáng)
        System.out.println("代理之前...");
        //根據(jù)需要添加事務(wù)處理邏輯
        ...
        //調(diào)用原有方法 insertMale
        Object obj = method.invoke(object, args);
        //做增強(qiáng)
        System.out.println("代理之后...");
        //根據(jù)需要添加事務(wù)處理邏輯
        ...
        return obj;
    }

當(dāng)執(zhí)行 insertMale() 方法時,因為沒有事務(wù)注解,所以沒有添加事務(wù)處理邏輯,所以直接調(diào)用了目標(biāo)類的 insertMale() 方法。

  • 目標(biāo)類執(zhí)行情況
    public void insertMale(User user) {
        user.setGender("male");
        //這里的 this 指向了目標(biāo)類而不是代理類
        //所以及時下面的方法添加了事務(wù)注解,但是并沒有除法增強(qiáng)實現(xiàn),事務(wù)也還是不生效的
        this.insertUser(user);
    }

6.3 解決方案

6.3.1 注入自身

利用Spring可以循環(huán)依賴來解決問題

@Service
public class TestService {
    @Autowired
    private TestService testService;

    @Transactional(rollbackFor = RuntimeException.class)
    public void insertUser(User user) {
        userMapper.insertUser(user);
        throw new RuntimeException("");
    }
    
    /**
     * 內(nèi)部調(diào)用新增方法
     */
    public void insertMale(User user) {
        user.setGender("male");
        //這里使用 字段 testService 調(diào)用事務(wù)方法
        testService.insertUser(user);
    }
}

6.3.2 使用 ApplicationContext 獲取目標(biāo)類

注入 Spring 上下文 ApplicationContex, 然后獲取到 目標(biāo) bean, 再調(diào)用事務(wù)方法

@Service
public class TestService {
    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext;

    @Transactional(rollbackFor = RuntimeException.class)
    public void insertUser(User user) {
        userMapper.insertUser(user);
        throw new RuntimeException("");
    }
    
    /**
     * 內(nèi)部調(diào)用新增方法
     */
    public void insertMale(User user) {
        user.setGender("male");
        //這里使用上下文獲取目標(biāo)類實例
        TestService testService = applicationContext.getBean(TestService.class);
        testService.insertUser(user);
    }
}

6.3.3 使用 AopContext

Aop 上下文采用 ThreadLocal 保存了代理對象,可以使用 Aop 上下文來進(jìn)行目標(biāo)方法的調(diào)用。

使用時候要在啟動類上添加 exposeProxy = true 配置

  • 配置
@SpringBootApplication
//配置:導(dǎo)出代理對象到AOP上下文
@EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy = true)
public class DemoApplication {
}
  • 使用
public class TestService {

    @Transactional(rollbackFor = RuntimeException.class)
    public void insertUser(User user) {
        userMapper.insertUser(user);
        throw new RuntimeException("");
    }
    
    /**
     * 內(nèi)部調(diào)用新增方法
     */
    public void insertMale(User user) {
        user.setGender("male");
        //使用AOP上下文獲取目標(biāo)代理類
        TestService testService = (TestService) AopContext.currentProxy();
        testService.insertUser(user);
    }
}

到此這篇關(guān)于Spring事物基礎(chǔ)知識及AOP相關(guān)陷阱分析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring事物基礎(chǔ) AOP陷阱內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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