spring七种事务传递机制及其原理

Posted 2023-04-09 一路向阳向北

spring事务传递机制原理

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首先，我们通过org.springframework.transaction.annotation.Propagation来了解一下spring事务的传播定义：

1. REQUIRED（默认）：

Support a current transaction, create a new one if none exists.
支持当前事务，如果没有则创建一个新的

2. SUPPORTS

Support a current transaction, execute non-transactionally if none exists.
支持当前事务，如果没有则不使用事务

3. MANDATORY

Support a current transaction, throw an exception if none exists
支持当前事务，如果没有事务则报错

4. REQUIRED_NEW

Create a new transaction, and suspend the current transaction if one exists.
新建一个事务，同时将当前事务挂起

5. NOT_SUPPORTED

Execute non-transactionally, suspend the current transaction if one exists
以无事务的方式执行，如果当前有事务则将其挂起

6. NEVER

Execute non-transactionally, throw an exception if a transaction exists.
以无事务的方式执行，如果当前有事务则报错

7. NESTED

Execute within a nested transaction if a current transaction exists,behave like PROPAGATION_REQUIRED else
如果当前有事务，则在当前事务内部嵌套一个事务，内部事务的回滚不影响当前事务。如果当前没有事务，就相当于REQUIRED

• Note: Actual creation of a nested transaction will only work on specific transaction managers. Out of the box, this only applies to
  the JDBC DataSourceTransactionManager when working on a JDBC 3.0 driver.
  Some JTA providers might support nested transactions as well.

• 注意：该定义只能在JDBC3.0驱动下的DataSourceTransactionManager事务管理器中使用，有些JTA事务可能也会支持

接下来我们通过代码验证一下spring事务的传递性，在UserServiceImpl类添加两个方法如下：

@Transactional(propagation = Propagation.NEVER)
public User findById(Long id) 
    User user =  userMapper.findById(id);
    System.out.println("find user:"+user);
    return user;

@Transactional
public void transactionTest(int t) 
    findById(t+0L);

我们调用transactionTest方法，transactionTest没有配置Propagation，所以默认是REQUIRED，会在当前新建一个事务。transactionTest内部调用findById，由于findById事务传播定义为NEVER，表明它当前不能有事务，按理说这里会抛出异常，但是我们利用junit执行后发现，transactionTest是可以正常执行的。

事实上，如果使用@Transaction方法里嵌套调用的是同一个类的方法，spring代理会忽略嵌套方法的@Transaction配置。但是，如果是其他注入对象的方法，那么@Transaction配置就会生效。我们将上面的transactionTest方法的事务传播定义为NERVER，并新增一个insert操作，即使insert启用了事务并且抛出异常，但是事务不会生效，也不会有回滚的说法，程序会抛出异常但是数据会保存到数据库中：

@Transactional(propagation = Propagation.NEVER)
public void transactionTest(int t) 
    findById(t+0L);
    insertUser("huangxl","abc123");

@Transactional
public int insertUser(String name, String password) 
    User user = new User();
    user.setPassword(password);
    user.setUsername(name);
    int insertCount =  userMapper.insertEntity(user);
    if(insertCount == 1 )
        throw new RuntimeException("test transaction roll back");
    
    return insertCount;

接下来我们来测试不同类之间的方法(事务)调用，以下的测试都是基于junit执行TransactionTestServiceImpl.test()方法

一、Propagation.NERVER的测试

下面我们将UserService注入到TransactionTestServiceImpl中，test方法使用@Transactional，UserService findById事务传播定义不变，还是NERVER。

UserserviceImpl:

@Service
public class TransactionTestServiceImpl implements TransactionTestService 
    @Autowired
    private UserService userService;

    @Override
    @Transactional
    public void test() 
        userService.findById(1L);
    


TransactionTestServiceImpl:

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService 
    @Override
    @Transactional(propagation = Propagation.NEVER)
    public User findById(Long id) 
        User user =  userMapper.findById(id);
        System.out.println("find user:"+user);
        return user;
    

由于test默认启用了事务，findById不允许当前有事务，所以我们执行test方法后会发现程序抛出了异常：
org.springframework.transaction.IllegalTransactionStateException: Existing transaction found for transaction marked with propagation ‘never’

• 结论：
  NERVER 不允许当前存在事务

二、Propagation.REQUIRED的测试

UserserviceImpl:

@Transactional
public int insertUser(String name, String password) 
    User user = new User();
    user.setPassword(password);
    user.setUsername(name);
    int insertCount =  userMapper.insertEntity(user);
    if(insertCount == 1 )
        throw new RuntimeException("test transaction roll back");
    
    return insertCount;


TransactionTestServiceImpl:

@Transactional
public void test() 
    try 
        userService.insertUser("abc", "123");
     catch (Exception e) 
        //do Nothing
    
    userMapper.updateUserPassWord(1L, "456");

我们会发现，即使捕获了userService.insertUser抛出的异常，test还是把insertUser和updateUserPassword操作当成是一个整体，整个事务还是回滚了，程序抛出了下面的异常：
org.springframework.transaction.UnexpectedRollbackException: Transaction rolled back because it has been marked as rollback-only

• 结论：
  REQUIRED子事务会影响当前事务的提交、回滚

三、Propagation.NESTED的测试

UserserviceImpl:

@Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
public int insertUser(String name, String password) 
    User user = new User();
    user.setPassword(password);
    user.setUsername(name);
    int insertCount =  userMapper.insertEntity(user);
    if(insertCount == 1 )
        throw new RuntimeException("test transaction roll back");
    
    return insertCount;


TransactionTestServiceImpl:

@Transactional
public void test() 
    try 
        userService.insertUser("abc", "123");
     catch (Exception e) 
        //do Nothing
    
    userMapper.updateUserPassWord(1L, "456");

程序正常运行，因为NESTED内部事务回滚不影响外部事务。假如这个时候我们把test的@Transactional去掉再运行test方法，发现insertUser没有插入用户信息，说明当前没有事务的情况下，NESTED会默认创建一个事务，类似于REQUIRED。
如果我们把程序改为下面的情况：

UserserviceImpl:

@Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
public int insertUser(String name, String password) 
    User user = new User();
    user.setPassword(password);
    user.setUsername(name);
    int insertCount =  userMapper.insertEntity(user);
    return insertCount;


TransactionTestServiceImpl:

@Transactional
public void test() 
    userService.insertUser("abc", "123");
    int updateRow = userMapper.updateUserPassWord(1L, "456");
    if (updateRow == 1) 
        throw new RuntimeException("transational roll back");
    

我们会发现没有插入用户信息，当前事务和子事务全部回滚。

• 结论：
  NESTED子事务回滚不会影响当前事务的提交(catch回滚异常的情况下)，但是当前事务回滚会回滚子事务。也就是说只有当前事务提交成功了，子事务才会提交成功。

四、Propagation.REQUIRED_NEW的测试

UserserviceImpl:

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public int insertUser(String name, String password) 
    User user = new User();
    user.setPassword(password);
    user.setUsername(name);
    int insertCount =  userMapper.insertEntity(user);
    return insertCount;


TransactionTestServiceImpl:

@Transactional
public void test() 
    userService.insertUser("abc", "123");
    int updateRow = userMapper.updateUserPassWord(1L, "456");
    if (updateRow == 1) 
        throw new RuntimeException("transational roll back");
    

运行结果：程序报错，但是有用户信息插入。
将程序改为下面的样子：

UserserviceImpl:

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public int updateUserPassWorld(Long id, String password) 
    int update =  userMapper.updateUserPassWord(id,password);
    return update;


TransactionTestServiceImpl:

@Transactional
public void test() 
    //当前事务
    userMapper.updateUserPassWord(28L, "123456");
    //执行REQUIRES_NEW事务
    userService.updateUserPassWorld(28L, "000000");
   System.out.println("commit");

执行程序，发现程序迟迟没有打印字符串commit，发生了死锁。

• 结论：
  REQUIRES_NEW会启用一个新的事务，事务拥有完全独立的能力，它不依赖于当前事务，执行时会挂起当前事务，直到REQUIRES_NEW事务完成提交后才会提交当前事务，如果当前事务与REQUIRES_NEW 存在锁竞争，会导致死锁。

五、NOT_SUPPORTED的测试

UserserviceImpl:

@Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
public int updateUserPassWorld(Long id, String password) 
    int updateRow =  userMapper.updateUserPassWord(id,password);
if(updateRow ==1 )
    throw new RuntimeException("roll back test");

return updateRow;


TransactionTestServiceImpl:

@Transactional
public void test() 
    userService.updateUserPassWorld(28L, "000000");

程序运行报错，但是id为28的用户密码还是更新了。

• 将程序改为下面这个情况：

UserserviceImpl:

@Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
public int updateUserPassWorld(Long id, String password) 
    int update =  userMapper.updateUserPassWord(id,password);
    return update;

TransactionTestServiceImpl:

@Transactional
public void test() 
    //当前事务
    userMapper.updateUserPassWord(28L, "123456");
    //执行REQUIRES_NEW事务
    userService.updateUserPassWorld(28L, "000000");
   System.out.println("commit");

执行程序，发现程序迟迟没有打印字符串commit，发生了死锁。

• 结论：
  NOT_SUPPORTED会挂起当前事务，并且NOT_SUPPORTED定义的方法内部不启用显示事务，如果NOT_SUPPORTED和当前事务存在锁竞争，会发生死锁。

六、NOT_SUPPORTED的测试

UserserviceImpl:

@Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY)
public int updateUserPassWorld(Long id, String password) 
    int updateRow =  userMapper.updateUserPassWord(id,password);
    return updateRow;


TransactionTestServiceImpl:

public void test() 
    userService.updateUserPassWorld(28L, "123456");

程序运行错误：
org.springframework.transaction.IllegalTransactionStateException: No existing transaction found for transaction marked with propagation ‘mandatory’

• 结论：
  MANDATORY必须包含在事务中，如果事务不存在，则抛出异常

spring事务-说说Propagation及其实现原理

前言

spring目前已是java开发的一个事实标准，这得益于它的便利、功能齐全、容易上手等特性。在开发过程当中，操作DB是非常常见的操作，而涉及到db，就会涉及到事务。事务在平时的开发过程当中，就算没有注意到，程序正常执行不会有副作用，但如果出现了异常，而又没有处理好事务的话，可能就会出现意想不到的结果。spring在事务方面进行了各种操作的封装，特别是声明式事务的出现，让开发变得更加的舒心。spring对事务进行了扩展，支持定义多种传播属性，这也是本篇要说明的重点。

事务是什么

非严格的讲，一个事务是多个操作的简称，这些操作要么全部生效，要么一个都不生效（相当于没有执行过），一个通用的操作流程简化如下：

try
    Connection conn = getConnection();
    // 执行一些数据库操作
catch(Exception e)
       conn.rollback();
finally
    conn.close();

从以上代码可以看出一些问题：

1. 太多无用的固定代码
2. 如果一个请求需要调用多个服务接口，难以更精细的控制事务
3. 跨多种底层数据层，如jdbc，mybatis，hibernate，jta，难以统一编码方式。

spring提供了声明式事务，使得我们不用关注底层的具体实现，屏蔽了多种不同的底层实现细节，为了支持多种复杂业务对事务的精细控制，spring提供了事务的传播属性，结合声明式事务，成就了一大事务利器。

spring事务传播属性示例分析

在TransactionDefinition类中，spring提供了6种传播属性，接下来分别用简单示例来说明。

温馨提醒：下文提到的加入当前事务，指的是底层使用同一个Connection，但是事务状态对象是可以重新创建的，并不影响。文章提到的当前只存在一个事务，表示的是共用底层的一个Connection，而不在乎创建了多少个事务状态对象(TransactionStatus)。

1、PROPAGATION_REQUIRED

说明： 如果当前已经存在事务，那么加入该事务，如果不存在事务，创建一个事务，这是默认的传播属性值。

看一个小例子，代码如下：

@Transactional
public void service()
    serviceA();
    serviceB();


@Transactional
serviceA();
@Transactional
serviceB();

serviceA 和 serviceB 都声明了事务，默认情况下，propagation=PROPAGATION_REQUIRED，整个service调用过程中，只存在一个共享的事务，当有任何异常发生的时候，所有操作回滚。

2、PROPAGATION_SUPPORTS

说明：如果当前已经存在事务，那么加入该事务，否则创建一个所谓的空事务（可以认为无事务执行）。

看一个小例子，代码如下：

public void service()
     serviceA();
     throw new RunTimeException();


@Transactional(propagation=Propagation.SUPPORTS)
serviceA();

serviceA执行时当前没有事务，所以service中抛出的异常不会导致 serviceA回滚。

再看一个小例子，代码如下：

public void service()
     serviceA();


@Transactional(propagation=Propagation.SUPPORTS)
serviceA()
    do sql 1
    1/0;
    do sql 2

由于serviceA运行时没有事务，这时候，如果底层数据源defaultAutoCommit=true，那么sql1是生效的，如果defaultAutoCommit=false，那么sql1无效，如果service有@Transactional标签，serviceA共用service的事务(不再依赖defaultAutoCommit)，此时，serviceA全部被回滚。

3、 PROPAGATION_MANDATORY

说明：当前必须存在一个事务，否则抛出异常。

看一个小例子,代码如下：

public void service()
     serviceB();
     serviceA();

serviceB()
    do sql

@Transactional(propagation=Propagation.MANDATORY)
serviceA()
    do sql 

这种情况执行 service会抛出异常，如果defaultAutoCommit=true，则serviceB是不会回滚的，defaultAutoCommit=false，则serviceB执行无效。

4、PROPAGATN_REQUIRES_NEW

说明：如果当前存在事务，先把当前事务相关内容封装到一个实体，然后重新创建一个新事务，接受这个实体为参数，用于事务的恢复。更直白的说法就是暂停当前事务(当前无事务则不需要)，创建一个新事务。 针对这种情况，两个事务没有依赖关系，可以实现新事务回滚了，但外部事务继续执行。

看一个小例子，代码如下：

@Transactional
public void service()
    serviceB();
    try
        serviceA();
    catch(Exception e)
    

serviceB()
    do sql

@Transactional(propagation=Propagation.REQUIRES_NEW)
serviceA()
    do sql 1
    1/0; 
    do sql 2

当调用service接口时，由于serviceA使用的是REQUIRES_NEW，它会创建一个新的事务，但由于serviceA抛出了运行时异常，导致serviceA整个被回滚了，而在service方法中，捕获了异常，所以serviceB是正常提交的。 注意，service中的try … catch 代码是必须的，否则service也会抛出异常，导致serviceB也被回滚。

5、Propagation.NOT_SUPPORTED

说明：如果当前存在事务，挂起当前事务，然后新的方法在没有事务的环境中执行，没有spring事务的环境下，sql的提交完全依赖于 defaultAutoCommit属性值 。

看一个小例子，代码如下：

@Transactional
public void service()
     serviceB();
     serviceA();

serviceB()
    do sql

@Transactional(propagation=Propagation.NOT_SUPPORTED)
serviceA()
    do sql 1
    1/0;
    do sql 2

当调用service方法的时候，执行到serviceA方法中的1/0代码时，抛出了异常，由于serviceA处于无事务环境下，所以 sql1是否生效取决于defaultAutoCommit的值，当defaultAutoCommit=true时，sql1是生效的，但是service由于抛出了异常，所以serviceB会被回滚。

6、 PROPAGATION_NEVER

说明： 如果当前存在事务，则抛出异常，否则在无事务环境上执行代码。

看一个小例子，代码如下：

public void service()
    serviceB();
    serviceA();

serviceB()
    do sql

@Transactional(propagation=Propagation.NEVER)
serviceA()
    do sql 1
    1/0;
    do sql 2

上面的示例调用service后，若defaultAutoCommit=true，则serviceB方法及serviceA中的sql1都会生效。

7、 PROPAGATION_NESTED

说明： 如果当前存在事务，则使用 SavePoint 技术把当前事务状态进行保存，然后底层共用一个连接，当NESTED内部出错的时候，自行回滚到 SavePoint这个状态，只要外部捕获到了异常，就可以继续进行外部的事务提交，而不会受到内嵌业务的干扰，但是，如果外部事务抛出了异常，整个大事务都会回滚。

注意： spring配置事务管理器要主动指定 nestedTransactionAllowed=true，如下所示：

    <bean id="dataTransactionManager"
    class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
        <property name="dataSource" ref="dataDataSource" />
        <property name="nestedTransactionAllowed" value="true" />
    </bean>

看一个小例子，代码如下:

@Transactional
public void service()
    serviceA();
    try
        serviceB();
    catch(Exception e)
    

serviceA()
    do sql

@Transactional(propagation=Propagation.NESTED)
serviceB()
    do sql1
    1/0;
    do sql2

serviceB是一个内嵌的业务，内部抛出了运行时异常，所以serviceB整个被回滚了，由于service捕获了异常，所以serviceA是可以正常提交的。

再来看一个例子，代码如下：

@Transactional
public void service()
     serviceA();
     serviceB();
     1/0;

@Transactional(propagation=Propagation.NESTED)
serviceA()
    do sql

serviceB()
    do sql

由于service抛出了异常，所以会导致整个service方法被回滚。（这就是跟PROPAGATION_REQUIRES_NEW不一样的地方了，NESTED方式下的内嵌业务会受到外部事务的异常而回滚。）

实现浅析

前面举例说明了spring事务提供的几种传播属性，用于满足多种不同的业务需求，大家可以依业务而定。接着我们再来看看spring实现这些传播属性最重要的技术依赖是什么。本小节列举 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 和 Propagation.NESTED 分别进行简要说明。


1、 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 实现原理

如下的代码调用：

@Transactional
public void service()
    serviceB();
    try
        serviceA();
    catch(Exception e)
    


@Transactional(propagation=Propagation.REQUIRES_NEW)
serviceA()
    do sql 1
    1/0;
    do sql 2

serviceB()
    do sql

执行原理图如下：

a. 创建事务状态对象，获取一个新的连接，重置连接的 autoCommit，fetchSize，timeout等属性

b. 把连接绑定到ThreadLocal变量

c. 挂起当前事务，把当前事务状态对象，连接等信息封装成一SuspendedResources对象，可用于恢复

d. 创建新的事务状态对象，重新获取新的连接，重置新连接的 autoCommit，fetchSize，timeout等属性，同时，保存SuspendedResources对象，用于事务的恢复，把新的连接绑定到ThreadLocal变量（覆盖操作）

e. 捕获到异常，回滚ThreadLocal中的连接，恢复连接参数，关闭连接，恢复SuspendedResources

f. 提交ThreadLocal变量中的连接(导致serviceB被提交)，还原连接参数，关闭连接，连接归还数据源

所以程序执行的结果就是 serviceA被回滚了，serviceB成功提交了。

2、 PROPAGATION_NESTED 实现原理
如下的代码调用：

@Transactional
public void service()
    serviceA();
    try
         serviceB();
    catch(Exception e)
    

serviceA()
    do sql

@Transactional(propagation=Propagation.NESTED)
serviceB()
    do sql1
    1/0;
    do sql2

执行原理图如下：

a. 创建事务状态对象，获取一个新的连接，重置连接的 autoCommit，fetchSize，timeout等属性

b. 把连接绑定到ThreadLocal变量

c. 标记使用当前事务状态对象，获取ThreadLocal连接对象，保存当前连接的SavePoint，用于异常恢复，此时的SavePoint就是执行完serviceA后的状态

d. 捕获到异常，使用c中的SavePoint进行事务回滚，也就是把状态回滚到执行serviceA后的状态，serviceB方法所有执行不生效

e. 获取ThreadLocal中的连接对象，提交事务，恢复连接属性，关闭连接

其它

spring在底层数据源的基础上，利用 ThreadLocal，SavePoint等技术点实现了多种事务传播属性，便于实现各种复杂的业务。只有理解了传播属性的原理才能更好的驾驭spring事务。Spring回滚事务依赖于对异常的捕获，默认情况下，只有抛出RuntimeException和Error才会回滚事务，当然可以进行配置，更多信息可以查看 @Transactional 这个注解。

总结

spring的声明式事务给我们带来了极大的便利，为了用好这把利器，理解底层的原理还是有必要的，本篇只是spring事务的冰山一角，读者可以在此基础上自行深入探索。