Spring事务说明与自实现

原创
2019/03/18 06:37
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要使用Springboot的事务其实非常简单,在启动类上添加@EnableTransactionManagement,在Service的类或者方法上使用@Transactional就可以了。

事务本身的4大特性

  • 原子性(Atomicity)      指事务必须是一个不可分割的整体
  • 一致性(Consistency)  指执行完数据库操作后,数据不会被破坏
  • 隔离性(Isolation)       保证数据库操作之间,彼此没有任何干扰
  • 持久性(Durability)     保证永久的存放在磁盘中

其中隔离性又分四个级别,它们依次向下,级别越来越高,并发性越来越差,安全性越来越高

  • READ_UNCOMMITTED   允许存在脏读(事务A读取了事务B未提交的数据,并在这个基础上又做了其他操作)
  • READ_COMMITTED        不允许脏读,允许不可重复读(事务A读取了事务B已提交的更改数据)
  • REPEATABLE_READ         不允许脏读,不可重复读,允许幻读(事务A读取了事务B已提交的新增数据)
  • SERIALIZABLE                 全部不允许,做到完全隔离

而Spring是以7种事务传播行为来区别的,假设事务从方法A传播到方法B,用户需要面对方法B,需要知道方法A有事务吗?

  • PROPAGATION_REQUIRED    如果没有,就新建一个事务;如果有,就加入当前事务。是Spring默认的事务传播行为,适合绝大多数情况。
  • PROPAGATION_REQUIRES_NEW  如果没有,就新建一个事务;如果有,就将当前事务挂起,意思就是创建了一个新事务,它和原来的事务没有任何关系。
  • PROPAGATION_NESTED      如果没有,就新建一个事务;如果有,就在当前事务中嵌套其他事务,也就是“嵌套事务”,所嵌套的子事务与主事务之间是有关联关系的(当主事务提交或回滚,子事务也会提交或回滚)。
  • PROPAGATION_SUPPORTS 如果没有,就以非事务方式执行;如果有,就使用当前事务。这种方式非常随意,没有就没有,有就有,有点无所谓的态度,反正是支持的。
  • PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 如果没有,就以非事务方式执行;如果有,就将当前事务挂起,这种方式非常强硬,没有就没有,有也不支持,挂起,不管。
  • PROPAGATION_NEVER 如果没有,就以非事务方式执行;如果有,就抛出异常。这种方式更强硬,没有就没有,有了反而报错,从不支持事务。
  • PROPAGATION_MANDATORY 如果没有,就抛出异常;如果有,就使用当前事务。这种方式可以说是最强硬的,没有事务就直接报错,必须要有事务。

具体配置为

@Transactional(isolation = Isolation.DEFAULT,propagation = Propagation.REQUIRED)

其中isolation和propagation取值都是枚举。

现在我们来自己实现一个事务管理特性,代码承接于 AOP原理与自实现

首先在pom中增加JDBC的引用,根据你数据库版本的不同而不同,我这里是针对mysql 8的。

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.11</version>
</dependency>

定义事务注解

package com.guanjian.annotion;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * 定义需要事务控制的方法
 */
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Transacion {
}

实现一个线程隔离类

package com.guanjian.proxy;

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * 线程隔离
 */
public class ThreadLocal<T> {
    private Map<Thread,T> container = new ConcurrentHashMap<>();

    public void set(T value) {
        container.put(Thread.currentThread(),value);
    }
    public T get() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        T value = container.get(thread);
        if (value == null && !container.containsKey(thread)) {
            value = initialValue();
            container.put(thread,value);
        }
        return value;
    }

    public void remove() {
        container.remove(Thread.currentThread());
    }
    protected T initialValue() {
        return null;
    }
}

数据库操作助手类

package com.guanjian.util;

import com.guanjian.proxy.ThreadLocal;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

/**
 * 数据库操作助手类
 */
public class DatabaseHelper {
    private static final String driver = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";
    private static final String url = "jdbc:mysql://192.168.1.102:3306/cloud_user?useSSL=FALSE&serverTimezone=GMT%2B8";
    private static final String username = "root";
    private static final String password = "root";
    //用于放置数据库连接的局部线程变量(使每个线程都拥有自己的连接),用于线程隔离,生成环境请使用数据库连接池
    private static ThreadLocal<Connection> CONNECTION_HOLDER = new ThreadLocal<>();

    /**
     * 开启事务
     */
    public static void beginTransaction() {
        Connection conn = getConnection();
        if (conn != null) {
            try {
                conn.setAutoCommit(false);
            } catch (SQLException e) {
                System.out.println("Begin transaction failure " + e);
                throw new RuntimeException(e);
            }finally {
                CONNECTION_HOLDER.set(conn);
            }
        }
    }

    /**
     * 提交事务
     */
    public static void commitTransaction() {
        Connection conn = getConnection();
        if (conn != null) {
            try {
                conn.commit();
                conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                System.out.println("commit transaction failure " + e);
                throw new RuntimeException(e)
            } finally {
                CONNECTION_HOLDER.remove();
            }
        }
    }

    /**
     * 回滚事务
     */
    public static void rollbackTransaction() {
        Connection conn = getConnection();
        if (conn != null) {
            try {
                conn.rollback();
                conn.close();
            } catch (SQLException e) {
                System.out.println("rollback transaction failure" + e);
                throw new RuntimeException(e);
            } finally {
                CONNECTION_HOLDER.remove();
            }
        }
    }

    private static Connection getConnection(){
        Connection conn = null;
        try {
            Class.forName(driver);
            conn = DriverManager.getConnection(url,username,password);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return conn;
    }

}

使用事务代理类对标记有@Transaction的方法拦截,进行代理增强

package com.guanjian.proxy;

import com.guanjian.annotion.Transacion;
import com.guanjian.util.DatabaseHelper;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 事务代理
 */
public class TransactionProxy implements Proxy {
    //线程事务控制标志,保证同一个线程中事务控制逻辑只会执行一次
    private static final ThreadLocal<Boolean> FLAG_HOLDER = new ThreadLocal<Boolean>() {
        @Override
        protected Boolean initialValue() {
            return false;
        }
    };
    @Override
    public Object doProxy(ProxyChain proxyChain) throws Throwable {
        Object result;
        boolean flag = FLAG_HOLDER.get(); //默认false
        Method method = proxyChain.getTargetMethod();
        //检查方法是否带有@Transaction注解且是同一个线程执行的,进行代理增强
        if (!flag && method.isAnnotationPresent(Transacion.class)) {
            FLAG_HOLDER.set(true);
            try {
                DatabaseHelper.beginTransaction();
                System.out.println("begin transaction");
                //跟代理链双向递归
                result = proxyChain.doProxyChain();
                DatabaseHelper.commitTransaction();
                System.out.println("commit transaction");
            }catch (Exception e) {
                DatabaseHelper.rollbackTransaction();
                System.out.println("rollback transaction");
                throw e;
            }finally {
                //移除该线程
                FLAG_HOLDER.remove();
            }
        }else { //如果没有注解,则只执行被代理类实例本方法
            result = proxyChain.doProxyChain();
        }
        return result;
    }
}

在AOPHelper中进行修改

/**
 * 创建所有的AOP类,事务类与与之对应的目标类集合的映射
 * @return
 * @throws Exception
 */
private static Map<Class<?>,Set<Class<?>>> createProxyMap() throws Exception {
    Map<Class<?>,Set<Class<?>>> proxyMap = new HashMap<>();
    addAspectProxy(proxyMap);
    addTransactionProxy(proxyMap);
    return proxyMap;
}

/**
 * 增加切面代理
 * @param proxyMap
 * @throws Exception
 */
private static void addAspectProxy(Map<Class<?>,Set<Class<?>>> proxyMap) throws Exception {
    //获取切面代理类(抽象类)的所有实现类(子类)
    Set<Class<?>> proxyClassSet = ClassHelper.getClassSetBySuper(AspectProxy.class);
    for (Class<?> proxyClass:proxyClassSet) {
        //实现类是否有@Aspect标签
        if (proxyClass.isAnnotationPresent(Aspect.class)) {
            //获取该标签
            Aspect aspect = proxyClass.getAnnotation(Aspect.class);
            //获取所有目标类集合
            Set<Class<?>> targetClassSet = createTargetClassSet(aspect);
            //将代理类实例与该集合添加map映射
            proxyMap.put(proxyClass,targetClassSet);
        }
    }
}
/**
 * 增加事务代理
 * @param proxyMap
 */
 private static void addTransactionProxy(Map<Class<?>,Set<Class<?>>> proxyMap) {
     //以@Componet标签为开启事务代理的类标签
    Set<Class<?>> componentClassSet = ClassHelper.getClassSetByAnnotation(Component.class);
    proxyMap.put(TransactionProxy.class,componentClassSet);
 }

测试

@Component
public class Test4 {
    @Transacion
    public void show() {
        System.out.println("aaa");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //扫描包
        Manager.scanAndImp("com.guanjian.test");
        //初始化AopHelper
        ClassUtil.loadClass(AopHelper.class.getName(),true);
        //这里其实拿到的是代理类的实例,代理类是目标类的子类
        Test4 test4 = (Test4)Manager.getBean(Test4.class);
        test4.show();
    }
}

运行结果

aop Class loaded

begin transaction
aaa
commit transaction

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