Spring系列（八）- Spring 事务管理

参考文章
Spring事务管理（详解+实例）
Spring事务与事务抽象

事务管理

一个数据库事务是一个被视为单一的工作单元的操作序列。这些操作应该要么完整地执行，要么完全不执行。
事务管理是一个重要组成部分，RDBMS 面向企业应用程序，以确保数据完整性和一致性。
事务的概念可以描述为四个特性ACID：

• 原子性（atomicity）：事务应该当作一个单独单元的操作，这意味着整个序列操作要么是成功，要么是失败的。
• 一致性（consistency）：事务在完成时，必须是所有的数据都保持一致状态。在相关数据库中，所有规则都必须应用于事务的修改，以保持所有数据的完整性。（实例：转账，两个账户余额相加，值不变。）
• 隔离性（isolation）：一个事务的执行不能被其他事务所影响。
• 持久性（durability）：一个事务一旦提交，事物的操作便永久性的保存在DB中。即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失

使用 SQL 发布到数据库中的事务的简单视图如下：

• 使用 begin transaction 命令开始事务。
• 使用 SQL 查询语句执行各种删除、更新或插入操作。
• 如果所有的操作都成功，则执行提交操作，否则回滚所有操作。

编程式 vs. 声明式

Spring 支持两种类型的事务管理:

• 编程式事务管理 ：这意味着你在编程的帮助下有管理事务。这给了你极大的灵活性，但却很难维护。
• 声明式事务管理 ：这意味着你从业务代码中分离事务管理。你仅仅使用注释或 XML 配置来管理事务。

声明式事务管理比编程式事务管理更可取，尽管它不如编程式事务管理灵活，但它允许你通过代码控制事务。但作为一种横切关注点，声明式事务管理可以使用 AOP 方法进行模块化。Spring 支持使用 Spring AOP 框架的声明式事务管理。

Spring 事务抽象

Spring给我们封装了一套事务机制，并且提供了完善的事务抽象，将事务所需要的步骤进行抽象划分，并以编程的方式提供一个标准API，如下:

try{//1.开启事务
//2.执行数据库操作//3.提交事务}catch(Exception ex){//处理异常
//4.回滚事务}finally{//关闭连接，资源清理
}

五大属性

隔离级别、传播行为、是否只读、事务超时、回滚规则

由 org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager 接口定义，如下所示：

public interface PlatformTransactionManager {
    TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition) throws TransactionException;void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

• TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition)：根据指定的传播行为，该方法返回当前活动事务或创建一个新的事务。
• void commit(TransactionStatus status)：该方法提交给定的事务和关于它的状态。
• void rollback(TransactionStatus status)：该方法执行一个给定事务的回滚。

TransactionDefinition

TransactionDefinition 是在 Spring 中事务支持的核心接口，它的定义如下：

public interface TransactionDefinition {
    int getPropagationBehavior();int getIsolationLevel();String getName();int getTimeout();boolean isReadOnly();
}

• int getPropagationBehavior()：该方法返回传播行为。Spring 提供了与 EJB CMT 类似的所有的事务传播选项。
• int getIsolationLevel()：该方法返回该事务独立于其他事务的工作的程度。
• String getName()：该方法返回该事务的名称。
• int getTimeout()：该方法返回以秒为单位的时间间隔，事务必须在该时间间隔内完成。
• boolean isReadOnly()：该方法返回该事务是否是只读的。

TransactionStatus

TransactionStatus 接口为事务代码提供了一个简单的方法来控制事务的执行和查询事务状态。

public interface TransactionStatus extends SavepointManager {
    boolean isNewTransaction();boolean hasSavepoint();void setRollbackOnly();boolean isRollbackOnly();boolean isCompleted();
}

• isNewTransaction()：在当前事务时新的情况下，该方法返回 true。
• hasSavepoint()：该方法返回该事务内部是否有一个保存点，也就是说，基于一个保存点已经创建了嵌套事务。
• setRollbackOnly()：该方法设置该事务为 rollback-only 标记。
• isRollbackOnly()：该方法返回该事务是否已标记为 rollback-only。
• isCompleted()：该方法返回该事务是否完成，也就是说，它是否已经提交或回滚。

传播类型

事务的第一个方面是传播行为（propagation behavior）。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。例如：方法可能继续在现有事务中运行，也可能开启一个新事务，并在自己的事务中运行。Spring定义了七种传播行为：

传播行为	含义
PROPAGATION_REQUIRED	表示当前方法必须运行在事务中。如果当前事务存在，方法将会在该事务中运行。否则，会启动一个新的事务
PROPAGATION_SUPPORTS	表示当前方法不需要事务上下文，但是如果存在当前事务的话，那么该方法会在这个事务中运行
PROPAGATION_MANDATORY	表示该方法必须在事务中运行，如果当前事务不存在，则会抛出一个异常
PROPAGATION_REQUIRED_NEW	表示当前方法必须运行在它自己的事务中。一个新的事务将被启动。如果存在当前事务，在该方法执行期间，当前事务会被挂起。如果使用JTATransactionManager的话，则需要访问TransactionManager
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED	表示该方法不应该运行在事务中。如果存在当前事务，在该方法运行期间，当前事务将被挂起。如果使用JTATransactionManager的话，则需要访问TransactionManager
PROPAGATION_NEVER	表示当前方法不应该运行在事务上下文中。如果当前正有一个事务在运行，则会抛出异常
PROPAGATION_NESTED	表示如果当前已经存在一个事务，那么该方法将会在嵌套事务中运行。嵌套的事务可以独立于当前事务进行单独地提交或回滚。如果当前事务不存在，那么其行为与PROPAGATION_REQUIRED一样。注意各厂商对这种传播行为的支持是有所差异的。可以参考资源管理器的文档来确认它们是否支持嵌套事务

一般使用的是PROPAGATION_REQUIRED，它能够满足我们大多数的事务需求
以下讲解均来自Spring事务讲解
（1）PROPAGATION_REQUIRED 如果存在一个事务，则支持当前事务。如果没有事务则开启一个新的事务。

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA{……methodB();……
}

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodB{……

单独调用methodB方法：

main{ metodB(); 
}  

相当于

Main{ Connection con=null; try{ con = getConnection(); con.setAutoCommit(false); //方法调用methodB(); //提交事务con.commit(); } Catch(RuntimeException ex) { //回滚事务con.rollback();   } finally { //释放资源closeCon(); } 
} 

Spring保证在methodB方法中所有的调用都获得到一个相同的连接。在调用methodB时，没有一个存在的事务，所以获得一个新的连接，开启了一个新的事务。
单独调用MethodA时，在MethodA内又会调用MethodB.

执行效果相当于：

main{ Connection con = null; try{ con = getConnection(); methodA(); con.commit(); } catch(RuntimeException ex) { con.rollback(); } finally {    closeCon(); }  
} 

调用MethodA时，环境中没有事务，所以开启一个新的事务.当在MethodA中调用MethodB时，环境中已经有了一个事务，所以methodB就加入当前事务。

（2）PROPAGATION_SUPPORTS 如果存在一个事务，支持当前事务。如果没有事务，则非事务的执行。但是对于事务同步的事务管理器，PROPAGATION_SUPPORTS与不使用事务有少许不同

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA(){methodB();
}//事务属性 PROPAGATION_SUPPORTS
methodB(){……
}

单纯的调用methodB时，methodB方法是非事务的执行的。当调用methdA时,methodB则加入了methodA的事务中,事务地执行。

（3）PROPAGATION_MANDATORY 如果已经存在一个事务，支持当前事务。如果没有一个活动的事务，则抛出异常。

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA(){methodB();
}//事务属性 PROPAGATION_MANDATORYmethodB(){……
}

当单独调用methodB时，因为当前没有一个活动的事务，则会抛出异常throw new IllegalTransactionStateException(“Transaction propagation ‘mandatory’ but no existing transaction found”);当调用methodA时，methodB则加入到methodA的事务中，事务地执行。

（4）PROPAGATION_REQUIRES_NEW 总是开启一个新的事务。如果一个事务已经存在，则将这个存在的事务挂起。

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA(){doSomeThingA();methodB();doSomeThingB();
}//事务属性 PROPAGATION_REQUIRES_NEW
methodB(){……
}

调用A方法：

main(){methodA();
}

相当于

main(){TransactionManager tm = null;try{//获得一个JTA事务管理器tm = getTransactionManager();tm.begin();//开启一个新的事务Transaction ts1 = tm.getTransaction();doSomeThing();tm.suspend();//挂起当前事务try{tm.begin();//重新开启第二个事务Transaction ts2 = tm.getTransaction();methodB();ts2.commit();//提交第二个事务} Catch(RunTimeException ex) {ts2.rollback();//回滚第二个事务} finally {//释放资源}//methodB执行完后，恢复第一个事务tm.resume(ts1);doSomeThingB();ts1.commit();//提交第一个事务} catch(RunTimeException ex) {ts1.rollback();//回滚第一个事务} finally {//释放资源}
}

在这里，我把ts1称为外层事务，ts2称为内层事务。从上面的代码可以看出，ts2与ts1是两个独立的事务，互不相干。Ts2是否成功并不依赖于 ts1。如果methodA方法在调用methodB方法后的doSomeThingB方法失败了，而methodB方法所做的结果依然被提交。而除了 methodB之外的其它代码导致的结果却被回滚了。使用PROPAGATION_REQUIRES_NEW,需要使用 JtaTransactionManager作为事务管理器。

（5）PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 总是非事务地执行，并挂起任何存在的事务。使用PROPAGATION_NOT_SUPPORTED,也需要使用JtaTransactionManager作为事务管理器。（代码示例同上，可同理推出）

（6）PROPAGATION_NEVER 总是非事务地执行，如果存在一个活动事务，则抛出异常。

（7）PROPAGATION_NESTED如果一个活动的事务存在，则运行在一个嵌套的事务中. 如果没有活动事务, 则按TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED 属性执行。这是一个嵌套事务,使用JDBC 3.0驱动时,仅仅支持DataSourceTransactionManager作为事务管理器。需要JDBC 驱动的java.sql.Savepoint类。有一些JTA的事务管理器实现可能也提供了同样的功能。使用PROPAGATION_NESTED，还需要把PlatformTransactionManager的nestedTransactionAllowed属性设为true;而 nestedTransactionAllowed属性值默认为false。

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA(){doSomeThingA();methodB();doSomeThingB();
}//事务属性 PROPAGATION_NESTED
methodB(){……
}

如果单独调用methodB方法，则按REQUIRED属性执行。如果调用methodA方法，相当于下面的效果：

main(){Connection con = null;Savepoint savepoint = null;try{con = getConnection();con.setAutoCommit(false);doSomeThingA();savepoint = con2.setSavepoint();try{methodB();} catch(RuntimeException ex) {con.rollback(savepoint);} finally {//释放资源}doSomeThingB();con.commit();} catch(RuntimeException ex) {con.rollback();} finally {//释放资源}
}

当methodB方法调用之前，调用setSavepoint方法，保存当前的状态到savepoint。如果methodB方法调用失败，则恢复到之前保存的状态。但是需要注意的是，这时的事务并没有进行提交，如果后续的代码(doSomeThingB()方法)调用失败，则回滚包括methodB方法的所有操作。

嵌套事务一个非常重要的概念就是内层事务依赖于外层事务。外层事务失败时，会回滚内层事务所做的动作。而内层事务操作失败并不会引起外层事务的回滚。

PROPAGATION_NESTED 与PROPAGATION_REQUIRES_NEW的区别:
它们非常类似,都像一个嵌套事务，如果不存在一个活动的事务，都会开启一个新的事务。

使用 PROPAGATION_REQUIRES_NEW时，内层事务与外层事务就像两个独立的事务一样，一旦内层事务进行了提交后，外层事务不能对其进行回滚。两个事务互不影响。两个事务不是一个真正的嵌套事务。同时它需要JTA事务管理器的支持。

使用PROPAGATION_NESTED时，外层事务的回滚可以引起内层事务的回滚。而内层事务的异常并不会导致外层事务的回滚，它是一个真正的嵌套事务。DataSourceTransactionManager使用savepoint支持PROPAGATION_NESTED时，需要JDBC 3.0以上驱动及1.4以上的JDK版本支持。其它的JTA TrasactionManager实现可能有不同的支持方式。

PROPAGATION_REQUIRES_NEW 启动一个新的, 不依赖于环境的 “内部” 事务. 这个事务将被完全 commited 或 rolled back 而不依赖于外部事务, 它拥有自己的隔离范围, 自己的锁, 等等. 当内部事务开始执行时, 外部事务将被挂起, 内务事务结束时, 外部事务将继续执行。

另一方面, PROPAGATION_NESTED 开始一个 “嵌套的” 事务, 它是已经存在事务的一个真正的子事务. 潜套事务开始执行时, 它将取得一个 savepoint. 如果这个嵌套事务失败, 我们将回滚到此 savepoint. 潜套事务是外部事务的一部分, 只有外部事务结束后它才会被提交。

由此可见, PROPAGATION_REQUIRES_NEW 和 PROPAGATION_NESTED 的最大区别在于, PROPAGATION_REQUIRES_NEW 完全是一个新的事务, 而 PROPAGATION_NESTED 则是外部事务的子事务, 如果外部事务 commit, 嵌套事务也会被 commit, 这个规则同样适用于 roll back.

隔离级别

事务的第二个维度就是隔离级别（isolation level）。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。

隔离级别	含义
ISOLATION_DEFAULT	使用后端数据库默认的隔离级别
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
ISOLATION_READ_COMMITTED	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
ISOLATION_REPEATABLE_READ	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
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

并发事务引起的问题:

• 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。
• 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。
• 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。

不可重复读与幻读的区别:

不可重复读的重点是修改:
同样的条件, 你读取过的数据, 再次读取出来发现值不一样了
例如：在事务1中，Mary 读取了自己的工资为1000,操作并没有完成

    con1 = getConnection();  select salary from employee empId ="Mary"; 

在事务2中，这时财务人员修改了Mary的工资为2000,并提交了事务.

    con2 = getConnection();  update employee set salary = 2000;  con2.commit();

在事务1中，Mary 再次读取自己的工资时，工资变为了2000

//con1  select salary from employee empId ="Mary"; 

在一个事务中前后两次读取的结果并不一致，导致了不可重复读。

幻读

幻读的重点在于新增或者删除：
同样的条件, 第1次和第2次读出来的记录数不一样
例如：目前工资为1000的员工有10人。事务1,读取所有工资为1000的员工。

   con1 = getConnection();  Select * from employee where salary =1000;

共读取10条记录

这时另一个事务向employee表插入了一条员工记录，工资也为1000

    con2 = getConnection();  Insert into employee(empId,salary) values("Lili",1000);  con2.commit();  

事务1再次读取所有工资为1000的员工

    //con1  select * from employee where salary =1000;  

共读取到了11条记录，这就产生了幻像读。

从总的结果来看, 似乎不可重复读和幻读都表现为两次读取的结果不一致。但如果你从控制的角度来看, 两者的区别就比较大。
对于前者, 只需要锁住满足条件的记录。
对于后者, 要锁住满足条件及其相近的记录。

只读

事务的第三个特性是它是否为只读事务。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。

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

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。