SQL事務(wù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)介

首先我們來(lái)了解下，最簡(jiǎn)單的事務(wù)是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？以JDBC為例，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)Connection對(duì)象創(chuàng)建后，其會(huì)默認(rèn)自動(dòng)提交事務(wù)；每次執(zhí)行SQL語(yǔ)句時(shí)，如果成功，就會(huì)向數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)提交，不能回滾。

通過(guò)調(diào)用setAutoCommit（false）方法可以取消自動(dòng)提交事務(wù)。等到所有的SQL語(yǔ)句都執(zhí)行成功后，調(diào)用commit()方法提交事務(wù)。如果其中某個(gè)操作失敗或出現(xiàn)異常時(shí)，則調(diào)用rollback()方法回滾事務(wù)。具體代碼如下所示：

    public void noTransaction() {
        Connection connection = null;
        String sql = "update account set balance=balance-100 where id=1";
        String sql2 = "update account set balance=balance+100 where id=2";
        //創(chuàng)建PreparedStatement對(duì)象
        PreparedStatement preparedStatement = null;
        try {
            connection = JDBCUtils.getConnection();// 獲取數(shù)據(jù)庫(kù)連接
            connection.setAutoCommit(false);//事務(wù)開(kāi)始
            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
            preparedStatement.executeUpdate();//執(zhí)行第一個(gè)sql
            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql2);
            preparedStatement.executeUpdate();//執(zhí)行sql2
            //提交事務(wù)
            connection.commit();
        } catch (SQLException e) {
            //進(jìn)行事務(wù)回滾，默認(rèn)回滾到事務(wù)開(kāi)始的地方
            try {
                connection.rollback();
            } catch (SQLException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //關(guān)閉流
            JDBCUtils.close(null, preparedStatement, connection);
        }
    }

將代碼抽象成執(zhí)行步驟，主要有以下四步：

• 獲取Mysql鏈接
• 執(zhí)行SQL語(yǔ)句
• 提交SQL事務(wù)
• 存在異常則做Mysql的事務(wù)回滾。

可以發(fā)現(xiàn)，常規(guī)情況下只有執(zhí)行SQL語(yǔ)句的內(nèi)容存在差異。如果能將相同部分抽取出來(lái)，接入方接入時(shí)只考慮SQL語(yǔ)句內(nèi)容，就可以減少接入的成本。同時(shí)觀察到抽取的部分處于執(zhí)行SQL語(yǔ)句的前后，那么很自然的就可以想到兩種解決方案：

1、在JAVA8中，提供了函數(shù)式編程。我們可以將要執(zhí)行的SQL語(yǔ)句封裝成函數(shù)，作為入?yún)魅氩?zhí)行。

2、采用動(dòng)態(tài)代理對(duì)執(zhí)行SQL的前后做增強(qiáng)。

編程式事務(wù)

Spring中采用函數(shù)式編程實(shí)現(xiàn)的事務(wù)，被稱為編程式事務(wù)。編程式事務(wù)的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要由類TransactionTemplate負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)。具體代碼可以見(jiàn)如下所示：

@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 {
       //獲取事務(wù) 
      TransactionStatus status = this.transactionManager.getTransaction(this);
      T result;
      try {
          //執(zhí)行SQL語(yǔ)句內(nèi)容
         result = action.doInTransaction(status);
      }
      catch (RuntimeException | Error ex) {
         //異常回滾
         rollbackOnException(status, ex);
         throw ex;
      }
      catch (Throwable ex) {
         // 異常回滾
         rollbackOnException(status, ex);
         throw new UndeclaredThrowableException(ex, "TransactionCallback threw undeclared checked exception");
      }
       //提交事務(wù)
      this.transactionManager.commit(status);
      return result;
   }
}

TransactionCallBack作為入?yún)魅?，其中就主要是我們要?zhí)行的SQL語(yǔ)句內(nèi)容。而其余部分可以看到，其實(shí)就和我們前面所描述的四步基本相似：

• 獲取Mysql鏈接
• 執(zhí)行SQL語(yǔ)句
• 提交SQL事務(wù)
• 存在異常則做Mysql的事務(wù)回滾。

聲明式事務(wù)

在Spring中，采用AOP做增強(qiáng)邏輯的被稱為聲明式事務(wù)。相比起編程式事務(wù)，聲明式事務(wù)相對(duì)復(fù)雜。因此，在了解聲明式事務(wù)之前，我們需要先簡(jiǎn)單了解一下Spring是如何支持AOP（動(dòng)態(tài)代理）。首先我們知道，Spring中Bean的存在形式有以下幾個(gè)階段：

其中非常關(guān)鍵點(diǎn)就在BeanFactory。當(dāng)我們對(duì)一個(gè)Bean定義代理對(duì)象后，BeanFactory生成的就不會(huì)是單純的Bean實(shí)例對(duì)象，而是Bean的動(dòng)態(tài)代理。通過(guò)調(diào)用Bean的動(dòng)態(tài)代理中的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)AOP。那么如何自定義自己的AOP呢？要實(shí)現(xiàn)AOP需要明確兩個(gè)點(diǎn)：

1、需要在哪里做增強(qiáng)？（定義切點(diǎn)）

2、需要做什么樣的增強(qiáng)邏輯？（定義增強(qiáng)邏輯）

對(duì)于這兩點(diǎn)，Spring主要通過(guò)**事務(wù)代理管理配置類（ProxyTransactionManagementConfiguration）**進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

從類圖中可以看到，事務(wù)代理管理配置類主要定義了三個(gè)Bean對(duì)象：

• 注釋事務(wù)屬性源（AnnotationTransactionAttributeSource），其主要負(fù)責(zé)判斷當(dāng)前類是否為需要增強(qiáng)的類，即"哪里需要做增強(qiáng)"。
• 事務(wù)攔截器（TransactionInterceptor），該類主要負(fù)責(zé)對(duì)事務(wù)做鏈接獲取、事務(wù)提交以及事務(wù)回滾。即"怎么做增強(qiáng)"。
• Bean工廠事務(wù)屬性源指導(dǎo)（BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor），這個(gè)與事務(wù)本身無(wú)關(guān)，主要是在Bean工廠生產(chǎn)Bean實(shí)例的時(shí)候，方便對(duì)Bean進(jìn)行替換使用的。其中主要是負(fù)責(zé)將定義的切點(diǎn)和增強(qiáng)邏輯注入到Spring中。

這里我們逐一來(lái)介紹這三個(gè)Bean對(duì)象。

注釋事務(wù)屬性源

"哪里需要做增強(qiáng)"，意味著類要具備判斷是否需增強(qiáng)的能力。為此，注釋事務(wù)屬性源提供了一個(gè)關(guān)鍵的方法：isCandidateClass()。

? 但聲明事務(wù)的注解一定不只一種。如果需要識(shí)別所有包下的事務(wù)型注解，一定會(huì)需要多次判斷。因此，在注解事務(wù)屬性源中，還保存了一組接口對(duì)象事務(wù)注釋解析器（TransactionAnnotationParser），通過(guò)循環(huán)遍歷這組事務(wù)注釋解析器，就可以對(duì)不同框架注解進(jìn)行處理。具體源碼如下：

@Override
public boolean isCandidateClass(Class<?> targetClass) {
   for (TransactionAnnotationParser parser : this.annotationParsers) {
      if (parser.isCandidateClass(targetClass)) {
         return true;
      }
   }
   return false;
}

以SpringTransactionAnnotationParser注釋解析器為例，其實(shí)現(xiàn)的isCandidateClass()方法判斷類是否被@Transactional類注釋了，如果是，那么該類就是潛在的候選類。

@Override
public boolean isCandidateClass(Class<?> targetClass) {
   return AnnotationUtils.isCandidateClass(targetClass, Transactional.class);
}

依次類推，對(duì)@TransactionAttribute等其他框架的注釋，我們都可以采用這樣方法實(shí)現(xiàn)。

事務(wù)攔截器

具備了判斷哪些類需要執(zhí)行事務(wù)的能力后，我們還需要確定具體的增強(qiáng)邏輯是什么樣子的。而這就是事務(wù)攔截器主要功能。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，需要在對(duì)應(yīng)方法被調(diào)用時(shí)，執(zhí)行增強(qiáng)方法。

從類圖首先可以看到，為了能夠察覺(jué)到方法的調(diào)用，事務(wù)攔截器實(shí)現(xiàn)了方法攔截器接口（MethodInterceptor）的invoke方法，在invoke方法中先判斷當(dāng)前執(zhí)行的方法屬于哪個(gè)類，緊接著會(huì)用invokeWithinTransaction()對(duì)方法進(jìn)行事務(wù)性的包裝。其源碼如下：

@Override
@Nullable
public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
    // 判斷執(zhí)行的方法屬于哪個(gè)類
   Class<?> targetClass = (invocation.getThis() != null ? AopUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) : null);
    //再調(diào)用事務(wù)進(jìn)行執(zhí)行
   return invokeWithinTransaction(invocation.getMethod(), targetClass, new CoroutinesInvocationCallback() {
      @Override
      @Nullable
      public Object proceedWithInvocation() throws Throwable {
         return invocation.proceed();
      }
      @Override
      public Object getTarget() {
         return invocation.getThis();
      }
      @Override
      public Object[] getArguments() {
         return invocation.getArguments();
      }
   });
}

主要邏輯放在invokeWithinTransaction()方法中。在該方法中，主要考慮了三類不同的編程方式的事務(wù)，分別是：響應(yīng)式事務(wù)（ReactiveTransactionManager）、回調(diào)優(yōu)先型事務(wù)（CallbackPreferringPlatformTransactionManager）和非回調(diào)優(yōu)先型事務(wù)（非CallbackPreferringPlatformTransactionManager）。

三者的差異主要在于：

1、響應(yīng)式編程常采用Mono或Flux實(shí)現(xiàn)，需要對(duì)兩種方式選擇相應(yīng)適配器做適配。

2、后兩者從名字上可以看出差異，回調(diào)型優(yōu)先的事務(wù)，會(huì)先執(zhí)行回調(diào)再執(zhí)行事務(wù)。而非回調(diào)優(yōu)先型事務(wù)，則關(guān)注于事務(wù)的執(zhí)行，至于回調(diào)的失敗與否不需要影響事務(wù)的回滾。

盡管三者存在一些差異，但他們對(duì)于事務(wù)的實(shí)現(xiàn)其實(shí)是相似的，這里以非回調(diào)優(yōu)先型事務(wù)為例子：

@Nullable
protected Object invokeWithinTransaction(Method method, @Nullable Class<?> targetClass,
      final InvocationCallback invocation) throws Throwable {
   TransactionAttributeSource tas = getTransactionAttributeSource();
   final TransactionAttribute txAttr = (tas != null ? tas.getTransactionAttribute(method, targetClass) : null);
   final TransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr);
	.......
        
   PlatformTransactionManager ptm = asPlatformTransactionManager(tm);
   final String joinpointIdentification = methodIdentification(method, targetClass, txAttr);
   if (txAttr == null || !(ptm instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)) {
      // 創(chuàng)建事務(wù)
      TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(ptm, txAttr, joinpointIdentification);
      Object retVal;
      try {
         // 執(zhí)行方法
         retVal = invocation.proceedWithInvocation();
      } catch (Throwable ex) {
         // 回滾處理 + 拋出異常終止執(zhí)行
         completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
         throw ex;
      } finally {
         cleanupTransactionInfo(txInfo);
      }
		// 正常執(zhí)行了事務(wù)，此時(shí)再執(zhí)行回調(diào)
      if (retVal != null && vavrPresent && VavrDelegate.isVavrTry(retVal)) {
         TransactionStatus status = txInfo.getTransactionStatus();
         if (status != null && txAttr != null) {
            retVal = VavrDelegate.evaluateTryFailure(retVal, txAttr, status);
         }
      }
		// 提交事務(wù)
      commitTransactionAfterReturning(txInfo);
      return retVal;
   }
}

源碼本身不復(fù)雜，可以看到也是四步：

• 獲取Mysql鏈接信息
• 執(zhí)行SQL語(yǔ)句
• 提交SQL事務(wù)
• 存在異常則做Mysql的事務(wù)回滾。

Bean工廠事務(wù)屬性源指導(dǎo)

對(duì)于Bean工廠事務(wù)屬性源指導(dǎo)，其主要負(fù)責(zé)用于定義切點(diǎn)和增強(qiáng)邏輯，并將這些事務(wù)的邏輯注冊(cè)到Spring中用于實(shí)現(xiàn)。如下是Bean工廠事務(wù)屬性源指導(dǎo)的類圖。

從類圖上可以看到，其繼承了AbstractPointcutAdvisor關(guān)鍵模版類，該類是Spring中用于定義切點(diǎn)和增強(qiáng)邏輯。通過(guò)指定PointCut和Advice，就可以實(shí)現(xiàn)自定義的增強(qiáng)邏輯。因此，Bean工廠事務(wù)屬性源指導(dǎo)只要將事務(wù)攔截器標(biāo)記為增強(qiáng)邏輯，將注釋事務(wù)屬性源標(biāo)記為切點(diǎn)，就可以讓其在Spring中作為AOP生效。

通過(guò)這三者的合作：注釋事務(wù)屬性源標(biāo)注了切點(diǎn)（說(shuō)明我那些方法需要做增強(qiáng)）；事務(wù)攔截器定義了要執(zhí)行的增強(qiáng)邏輯（說(shuō)明我對(duì)這些方法怎么做增強(qiáng)）；Bean工廠事務(wù)屬性源指導(dǎo)則將切點(diǎn)和增強(qiáng)邏輯注入到Spring中使其生效。從而實(shí)現(xiàn)了Spring的聲明式事務(wù)的內(nèi)容。

事務(wù)多樣性支持

在前述內(nèi)容中，我們思考了SQL情況下如何實(shí)現(xiàn)事務(wù)。但有個(gè)問(wèn)題，如果數(shù)據(jù)源換成Redission、換成分布式事務(wù)的API，代碼還能快速?gòu)?fù)用么？簡(jiǎn)而言之，Spring是如何支持?jǐn)?shù)據(jù)源多樣性？如何確保新數(shù)據(jù)源的快速接入？

對(duì)實(shí)現(xiàn)事務(wù)的流程做進(jìn)一步抽象，不難發(fā)現(xiàn)一次事務(wù)中，框架需要關(guān)注的功能其實(shí)只有三個(gè)：

• 獲取事務(wù)鏈接
• 提交事務(wù)
• 事務(wù)回滾

因此，對(duì)不同的數(shù)據(jù)源，都可以將其抽象成這三個(gè)能力。應(yīng)用層只需要對(duì)這三個(gè)能力進(jìn)行調(diào)用，就不會(huì)在因?yàn)橄聦訑?shù)據(jù)源的差異而需要大幅度的改動(dòng)。而這正與面向接口設(shè)計(jì)的思想不謀而合

為此，Spring專門(mén)設(shè)計(jì)了接口PlatformTransactionManager，其主要負(fù)責(zé)對(duì)外提供三個(gè)方法：getTransaction(definition)、commit(status)、rollback(status)。就用來(lái)抽象的上述的三個(gè)功能。由此一來(lái)，應(yīng)用層的代碼實(shí)現(xiàn)類（這里以TransactionTemplate為例子）就不再需要依賴于我的數(shù)據(jù)源究竟是JDBC、Redission還是DataSource。面對(duì)抽象編程，從而減少了接入需要考慮不同類型所帶來(lái)的成本。

總結(jié)

本文介紹了Spring中針對(duì)SQL事務(wù)實(shí)現(xiàn)的兩種方式：編程式事務(wù)和聲明式事務(wù)。同時(shí)介紹了對(duì)于多種不同的數(shù)據(jù)源，Spring在設(shè)計(jì)上的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，希望對(duì)大家后續(xù)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)有所幫助。

以上就是淺析Spring的事務(wù)實(shí)現(xiàn)原理的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Spring事務(wù)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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