不懂就问SpringFramework中的注解声明式事务怎么被Shiro搞失效了

Posted 2021-07-09 javatiange

近期我在 SpringBoot 的秃头哥交流群里碰见一个问题，感觉蛮有意思的，拿出来跟小伙伴们分享一下。

原问题

那位小伙伴的项目中，有一部分 Service 的注解事务一直不起作用，但也只是一部分起作用，也有一部分是好的。而且更奇怪的是，如果他把一个事务不起作用的 ServiceImpl 代码完整的抄一遍到新的复制类里头，那个类居然是有事务的！

初步分析

咱回想一下，按常理来讲，SpringFramework 中的事务不生效，大概有这么几种情况：

• @Transactional 注解标注在非 public 方法上
• @Transactional 注解标注在接口上，但实现类使用 Cglib 代理
• @Transactional 注解标注抛出 Exception ，默认不捕捉
• service 方法中自行 try-catch 了异常但没有再抛出 RuntimeException
• 原生 SSM 开发中，父子容器一起包扫描，会导致子容器先扫描到 service 并注册到子容器中但不加载事务，之后虽然父容器也扫描到 service 但因为子容器中的 controller 已经注入了没有事务代理的 service ，会导致事务失效
• 声明式事务的配置必须由父 IOC 容器加载，SpringWebMvc 的子 IOC 容器加载不生效

除此之外，如果使用的关系型数据库是 mysql ，还要关注是否为 InnoDB 引擎（ MyISAM 不支持事务）。

结果小伙伴一通分析，发现这上面罗列的情况都没有出现，排查难度进一步加大。

新的关注点

隔了大概半天吧，那位小伙伴突然发现了一点问题：他们的项目使用了 Shiro 作为权限校验框架，而且那些事务失效的 Service 刚好就是被 Shiro 中自定义 Realm 依赖的 Service ！有了这个线索，下面排查起来就容易一些了。

问题复现

咱也自己搞一套，看看是不是像他说的那样吧！

工程搭建

为了快速复现这个问题，咱使用 SpringBoot + shiro-spring-boot-web-starter 构建。( SpringBoot 版本只要在 2.x 就可以，本文测试功能选用 2.2.8 )

pom

关键的依赖有下面 4 个：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-spring-boot-web-starter</artifactId>
    <version>1.5.3</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.h2database</groupId>
    <artifactId>h2</artifactId>
    <version>1.4.199</version>
</dependency> 

Realm

Shiro 的自定义策略核心就是 Realm ，咱也不整那些花里胡哨的，直接糊弄下算了。

public class CustomRealm extends AuthorizingRealm {
    
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        if (token.getPrincipal() == null) {
            return null;
        }
        String name = token.getPrincipal().toString();
        // 请求数据库查询是否存在用户，这里省略
        return new SimpleAuthenticationInfo(name, "123456", getName());
    }
    
    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
        SimpleAuthorizationInfo authorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
        // 请求数据库/缓存加载用户的权限，这里暂时使用一组假数据
        authorizationInfo.addStringPermissions(Arrays.asList("aa", "bb", "cc"));
        return authorizationInfo;
    }
} 

配置类

只声明 Realm 还不够，需要定义几个 Bean 来补充必需的组件才行。

@Configuration
public class ShiroConfiguration {
    
    // 自定义Realm注册
    @Bean
    public CustomRealm authorizer() {
        return new CustomRealm();
    }
    
    // 动态代理创建器（上面没有导入AOP）
    @Bean
    public DefaultAdvisorAutoProxyCreator advisorAutoProxyCreator() {
        DefaultAdvisorAutoProxyCreator advisorAutoProxyCreator = new DefaultAdvisorAutoProxyCreator();
        advisorAutoProxyCreator.setProxyTargetClass(true);
        return advisorAutoProxyCreator;
    }
    
    // 过滤器定义，此处选择全部放行，方便调试
    @Bean
    public ShiroFilterChainDefinition filterChainDefinition() {
        DefaultShiroFilterChainDefinition filterChainDefinition = new DefaultShiroFilterChainDefinition();
        filterChainDefinition.addPathDefinition("/**", "anon");
        return filterChainDefinition;
    }
} 

数据库配置

快速搭建临时测试的、结构很简单的数据库，选择 h2 内存数据库更为合适。

application.properties 中配置 h2 的数据源及初始化数据库的 SQL ：

spring.datasource.driver-class-name=org.h2.Driver
spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:shiro-test
spring.datasource.username=sa
spring.datasource.password=sa
spring.datasource.platform=h2

spring.datasource.schema=classpath:sql/schema.sql
spring.datasource.data=classpath:sql/data.sql

spring.h2.console.settings.web-allow-others=true
spring.h2.console.path=/h2
spring.h2.console.enabled=true 

resources 目录下创建 sql 文件夹，并创建两个 .sql 文件，分别声明数据库表的结构和数据：

create table if not exists sys_department (
   id varchar(32) not null primary key,
   name varchar(32) not null
);

---

insert into sys_department (id, name) values ('idaaa', 'testaaa');
insert into sys_department (id, name) values ('idbbb', 'testbbb');
insert into sys_department (id, name) values ('idccc', 'testccc');
insert into sys_department (id, name) values ('idddd', 'testddd'); 

编写测试代码

下面就可以按照三层架构来写一些很简单的测试代码了。

DemoDao

这里咱就不整合 MyBatis / Hibernate 了，直接使用原生的 JdbcTemplate 就可以：

@Repository
public class DemoDao {
    
    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;
    
    public List<Map<String, Object>> findAll() {
        return jdbcTemplate.query("select * from sys_department", new ColumnMapRowMapper());
    }
    
    public int save(String name) {
        return jdbcTemplate.update("insert into sys_department (id, name) values (?, ?)",
                UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""), name);
    }
    
    public int update(String id, String name) {
        return jdbcTemplate.update("update sys_department set name = ? where id = ?", name, id);
    }
} 

DemoService + DemoService2

声明一个会触发抛出运行时异常的方法，并标注 @Transactional 注解：

@Service
public class DemoService {
    
    @Autowired
    DemoDao demoDao;
    
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void doTransaction() {
        demoDao.save("aaaaaaaa");
        int i = 1 / 0;
        demoDao.update("18", "ccc");
    }
} 

DemoService2 同样的代码，仅仅是类名不同，代码不再贴出。

DemoController

Controller 里面同时依赖这两个 Service ：

@RestController
public class DemoController {
    
    @Autowired
    DemoService demoService;
    
    @Autowired
    DemoService2 demoService2;
    
    @GetMapping("/doTransaction")
    public String doTransaction() {
        demoService.doTransaction();
        return "doTransaction";
    }
    
    @GetMapping("/doTransaction2")
    public String doTransaction2() {
        demoService2.doTransaction();
        return "doTransaction2";
    }
} 

Realm依赖Service

最后，让自定义的 Realm 依赖咱刚写的 DemoService ：

public class CustomRealm extends AuthorizingRealm {
    
    @Autowired
    DemoService demoService;
    // ...... 

运行测试

运行 SpringBoot 的主启动类，在浏览器输入 http://localhost:8080/h2 输入刚才在 properties 文件中声明的配置，即可打开 h2 数据库的管理台。

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执行 SELECT * FROM SYS_DEPARTMENT ，可以发现数据已经成功初始化了：

下面测试事务，在浏览器输入 localhost:8080/doTransaction ，浏览器自然会报除零异常，但刷新数据库，会发现数据库真的多了一条 insert 过去的数据！请求 /doTransaction2 则不会插入新的数据。

到这里，问题就真的发生了，下面要想办法解决这个问题才行。

问题排查

既然两个 Service 在代码上完全一致，只是一个被 Realm 依赖了，一个没有依赖而已，那总不能是这两个 Service 本来就不一样吧！

检查两个Service对象

将断点打在 /doTransaction 对应的方法上，Debug 重新启动工程，待断点落下后，发现被 Realm 依赖的 DemoService 不是代理对象，而没有被 Realm 依赖的 DemoService2 经过事务的增强，成为了一个代理对象：

所以由此就可以看到问题所在了吧！上面的那个 DemoService 都没经过事务代理，凭什么能支持事务呢？？？

检查Service的创建时机

既然两个 Service 都不是一个样的，那咱就看看这俩对象都啥时候创建的吧！给 DemoService 上显式的添加上无参构造方法，方便过会 Debug ：

@Service
public class DemoService {
    
    public DemoService() {
        System.out.println("DemoService constructor run ......");
    } 

重新以 Debug 运行，等断点打在构造方法中，观察方法调用栈：

看上去还比较正常吧，但如果往下拉到底，这问题就太严重了：

哦，合着我这个 DemoService 在 refresh 方法的后置处理器注册步骤就已经创建好了啊！小伙伴们要知道，SpringFramework 中 ApplicationContext 的初始化流程，一定是先把后置处理器都注册好了，再创建单实例 Bean 。但是这里很明显是后置处理器还没完全处理完，就引发单实例 Bean 的创建了！

问题解决

问题终于找明白了，咋解决呢？其实网上有的是现成的文章了：

spring boot shiro 事务无效

shiro导致springboot事务不起效解决办法

spring + shiro 配置中部分事务失效分析及解决方案

总的来看，解决方案的核心在于：如何让 Realm 创建时不立即依赖创建 DemoService ，所以就有两种解决方案了：要么延迟初始化 DemoService ，要么把自定义的 Realm 和 SecurityManager 放在一个额外的空间，利用监听器机制创建它们。具体的实现可以参照上面文章的写法，这里就不赘述了。

原理扩展

解决问题之后，如果能从这里面了解到一点更深入的原理知识，想必那是最好不过了。下面就这个问题出现的原因，以及上面 @Lazy 方案的原理，咱都深入解析一下。

Shiro提早创建Realm的原因

既然上面看到了方法调用栈中，DemoService 被自定义 Realm 依赖后在 ApplicationContext 的 refresh 阶段的 registerBeanPostProcessors 中就已经被触发创建，可它为什么非要搞这一出呢？自定义 Realm 放到 finishBeanFactoryInitialization 中统一创建不好吗？下面咱通过 Debug 研究问题的成因。

Debug运行

DemoService 中的断点不要去掉，重新 Debug 让断点停在那里，翻到最底下的调用栈，查看那个正在创建的 BeanPostProcessor ，发现它的名称是 shiroEventBusAwareBeanPostProcessor ：

Shiro的后置处理器创建

翻开创建 shiroEventBusAwareBeanPostProcessor 的位置，在 ShiroBeanAutoConfiguration 中，它又依赖了一个 EventBus ：

@Bean
@ConditionalOnMissingBean
@Override
public ShiroEventBusBeanPostProcessor shiroEventBusAwareBeanPostProcessor() {
    return super.shiroEventBusAwareBeanPostProcessor();
}

protected ShiroEventBusBeanPostProcessor shiroEventBusAwareBeanPostProcessor() {
    return new ShiroEventBusBeanPostProcessor(eventBus());
} 

顺着方法调用栈往上爬，找到下一个 doCreateBean ，发现确实有创建 eventBus 的部分：

再往上爬，发现这上面有一个 wrapIfNecessary 方法的调用，很明显这是要搞 AOP 增强了啊：

AOP 的增强需要先获取到增强器，继续往上爬方法调用，在 findAdvisorBeans 方法中找到了两个适配的增强器：

上面的是 Shiro 的授权相关的增强器，下面是 SpringFramework 中的事务控制增强器。

触发AOP增强器的创建

根据迭代顺序，先取出下面的事务控制增强器 TransactionAdvisor ，由于获取到增强器的 Bean 也是需要走统一的 getBean 方法，所以在方法调用栈中，咱又一次看到了 getBean 方法，继续往下创建。

由于在 SpringFramework 中，使用 @Configuration + @Bean 声明的 Bean ，都是要先把配置类初始化好，才能创建 Bean 。所以继续往上爬调用栈时，会发现它并没有接着创建 Shiro 的增强器 authorizationAttributeSourceAdvisor ，而是先初始化了声明有 TransactionAttributeSourceAdvisor 的配置类 ProxyTransactionManagementConfiguration ：

再往上走，发现又出现了一次 wrapIfNecessary 方法，说明配置类也会被 AOP 增强。那就重复一遍上面的步骤，继续遇到这两个增强器。

这个时候可能有小伙伴产生疑问了：这次创建就是因为上面的 TransactionAttributeSourceAdvisor 创建才跟过来的，这次还要再创建，这是闹哪出呢？放心，咱都想到这个问题了，人家写 SpringFramework 的大佬们能想不到吗？所以在创建之前，它加了一个判断：

 if (this.beanFactory.isCurrentlyInCreation(name)) {
        // 如果当前bean正在创建，则跳过
        if (logger.isTraceEnabled()) {
            logger.trace("Skipping currently created advisor '" + name + "'");
        }
    }
    else {
        try {
            advisors.add(this.beanFactory.getBean(name, Advisor.class));
        } 

这里巧妙的利用了 singletonsCurrentlyInCreation 这个集合，判断了当前增强器是否在创建，这样就不会出现重复创建无限死循环的问题了。

singletonsCurrentlyInCreation 的存放是在 getSingleton 方法调用时就已经放进去了，所以能很稳妥的记录下当前正在创建的所有 Bean ，防止死循环重复创建。

Shiro增强器的创建

上面的事务控制增强器跳过去了，那就可以创建 Shiro 的增强器了：

这次没有再出现那些幺蛾子，但是这个增强器本身依赖一个 SecurityManager ：

那就继续创建呗，创建 SecurityManager 的过程中又出现了新的依赖：

这个 authorizer ，就是咱上面在 ShiroConfiguration 中注册的自定义 Realm 。

看到这里了，后续的步骤想必不用我说小伙伴们也能自己想到了吧：Realm 的创建又需要依赖 DemoService ，而 DemoService 在创建时由于事务控制增强器还没有创建好，所以无法代理 DemoService ，最终注入到 Realm 的 DemoService 就是不带事务的。

小结

捋一捋整个流程哈，整个创建过程经历了以下几个层级的依赖创建：

1. ApplicationContext 的 refresh 方法要创建 BeanPostProcessor

2. ShiroEventBusBeanPostProcessor 的创建需要依赖 EventBus

3. EventBus 创建时需要被 AOP 增强，触发 AOP 增强器的创建逻辑

   此时 AOP 增强器有 2 个，分别是事务控制增强器，和 Shiro 的增强器

4. 首先创建事务控制的 AOP 增强器 TransactionAttributeSourceAdvisor ，由于它定义在配置类中，又触发配置类的创建

5. 配置类创建时也要被 AOP 增强，再一次触发 AOP 增强器的创建逻辑

   此时事务控制增强器正在被创建，所以被跳过了

6. 触发 Shiro 增强器的创建，而 Shiro 增强器又依赖 SecurityManager

7. SecurityManager 又依赖 authorizer ，也就是自定义的 Realm

8. 自定义 Realm 依赖 DemoService ，触发 DemoService 的创建

9. DemoService 创建后要被事务 AOP 增强，但此时事务控制增强器还没有完全创建好，所以无法代理，导致 DemoService 不带事务

@Lazy解决该问题的原理

上面解决方案的第三篇文章，他提到可以用 @Lazy 注解解决问题，我在翻文章时有人说不能用（他把 @Lazy 注解标注到 DemoService 类上了），讲道理可能是他不会用才这么说的（￣へ￣）。其实用 @Lazy 注解是完全可行的，不过标注的位置要对，真正要标注的位置是自定义 Realm 的 DemoService 成员上：

 @Autowired
    @Lazy
    DemoService demoService; 

下面咱解释下为什么 @Lazy 标注在自定义 Realm 的依赖上好用，标注在 DemoService 类上不好用。

测试-@Lazy标注在DemoService上

将 @Lazy 注解标注到 DemoService 的类上：

@Service
@Lazy
public class DemoService 

重新 Debug ，发现断点落在 DemoService 的构造方法时，refresh 的动作仍然停在 registerBeanPostProcessors 步骤，说明将 @Lazy 标注在 DemoService 上是不可行的，这也就是上面我提的那个文章里说 @Lazy 不可行。

测试-@Lazy标注在自定义Realm的依赖上

去掉上面 DemoService 类上的 @Lazy ，在自定义 Realm 的 DemoService 依赖上标注，重新 Debug，观察断点停下时 refresh 执行的步骤：

可以发现已经到了可以正常初始化单实例 Bean 的时机了，此时创建的 DemoService 就不会有问题了。

放行断点，待应用启动完成后，浏览器再发送 /doTransaction 的请求，发现这次事务已经生效了。

到这里，就验证了 @Lazy 的正确使用方法。

但是！！！不要着急！下面咱再扩展一点原理哈 ~ ~ ~

想一下，此时这个 DemoService 是啥玩意触发创建的？

答案很明显是 DemoController ，因为 Controller 还依赖着 Service 呢。

测试-@Lazy标注Realm+Controller

继续测试，把自定义 Realm 和 DemoController 两个类的 DemoService 依赖都标注上 @Lazy ，重新 Debug ，待断点停下后，想一下此时 DemoService 又是谁触发它创建的呢？

答案也不难猜，是 IOC 容器本身创建的，因为 DemoService 所有被依赖的关系都延迟加载了，但 IOC 容器本身还要预先创建好所有的单实例 Bean ，所以 DemoService 还是在 IOC 容器启动的过程中创建了。

测试-@Lazy全标注

继续，这次把 DemoService 上也标注上 @Lazy ，重新 Debug ，这次应用没有落在断点上直接启动了，说明 IOC 容器本身发现 DemoService 也可以延迟创建，就跳过去了，所以 IOC 容器初始化的全过程中 DemoService 都没有创建。

小结

总结一下 @Lazy 的使用规则和对应的原理：

• @Lazy 标注在 Bean 的类上：告诉 IOC 容器，在容器初始化阶段不要实例化我
• @Lazy 标注在其他 Bean 的依赖上：告诉 IOC 容器，在创建这个标注了 @Lazy 的 Bean 时，不要立即处理我标注的这个依赖

最后

秃头哥给大家分享一篇一线开发大牛整理的java高并发核心编程神仙文档，里面主要包含的知识点有：多线程、线程池、内置锁、JMM、CAS、JUC、高并发设计模式、Java异步回调、CompletableFuture类等。

文档地址：一篇神文就把java多线程，锁，JMM，JUC和高并发设计模式讲明白了

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