Spring 事务及管理方式

Spring 事务管理是 Spring 框架的核心功能之一，它为开发者提供了一种方便、灵活且强大的方式来管理数据库事务。

1、事务的基本概念

事务是一组不可分割的操作序列，这些操作要么全部成功执行，要么全部失败回滚，以确保数据的一致性和完整性。事务具有四个特性，即 ACID 特性：

• 原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部执行成功，要么全部失败回滚。

• 一致性（Consistency）：事务执行前后，数据库的状态必须保持一致。

• 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，一个事务的执行不能被其他事务干扰。

• 持久性（Durability）：事务一旦提交，其对数据库的更改将永久保存。

2、事务的传播行为

事务的传播行为定义了在嵌套事务场景下，事务如何传播。Spring 定义了 7 种事务传播行为：

• PROPAGATION_REQUIRED：如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则创建一个新的事务。

• PROPAGATION_SUPPORTS：如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则以非事务方式执行。

• PROPAGATION_MANDATORY：如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则抛出异常。

• PROPAGATION_REQUIRES_NEW：创建一个新的事务，如果当前存在事务，则将当前事务挂起。

• PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，则将当前事务挂起。

• PROPAGATION_NEVER：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，则抛出异常。

• PROPAGATION_NESTED：如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行；如果当前没有事务，则创建一个新的事务。

使用 @Transactional 注解指定传播行为的示例：

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)public void transferMoney() {// 执行数据库操作}
}

3、事务的隔离级别

事务的隔离级别定义了一个事务对其他事务的可见性。Spring 支持 4 种事务隔离级别：

• ISOLATION_DEFAULT：使用数据库默认的隔离级别。

• ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：允许读取未提交的数据，可能会导致脏读、不可重复读和幻读。

• ISOLATION_READ_COMMITTED：只允许读取已提交的数据，可以避免脏读，但可能会导致不可重复读和幻读。

• ISOLATION_REPEATABLE_READ：确保在同一个事务中多次读取同一数据的结果是一致的，可以避免脏读和不可重复读，但可能会导致幻读。

• ISOLATION_SERIALIZABLE：最高的隔离级别，确保事务串行执行，可以避免脏读、不可重复读和幻读，但会影响并发性能。

使用 @Transactional 注解指定隔离级别的示例：

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Isolation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)public void transferMoney() {// 执行数据库操作}
}

4、Spring 事务管理的实现方式

Spring 提供了两种事务管理方式：编程式事务管理和声明式事务管理。

4.1 编程式事务管理

编程式事务管理需要在代码中显式地管理事务的开始、提交和回滚。Spring 提供了 TransactionTemplate 或 PlatformTransactionManager 来实现编程式事务管理。

使用 TransactionTemplate 的示例：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.TransactionCallbackWithoutResult;
import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;@Service
public class UserService {@Autowiredprivate TransactionTemplate transactionTemplate;public void transferMoney() {transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {@Overrideprotected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {try {// 执行数据库操作// 例如：从账户 A 转账到账户 B} catch (Exception e) {status.setRollbackOnly();}}});}
}

使用 PlatformTransactionManager的示例：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.TransactionDefinition;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.DefaultTransactionDefinition;@Service
public class UserService {@Autowiredprivate PlatformTransactionManager transactionManager;public void addUser() {TransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(def);try {// 业务逻辑代码transactionManager.commit(status);} catch (Exception e) {transactionManager.rollback(status);}}
}

解释 

• PlatformTransactionManager：Spring 提供的事务管理器接口，用于管理事务的提交、回滚等操作。

• TransactionDefinition：定义事务的属性，如隔离级别、传播行为等。

• TransactionStatus：表示当前事务的状态，通过 transactionManager.getTransaction(def) 方法获取。

• 手动提交和回滚：在代码中手动调用 transactionManager.commit(status) 提交事务，调用 transactionManager.rollback(status) 回滚事务。

优缺点

• 优点：

  • 对事务的控制非常精细，可以根据业务逻辑在代码的任何位置灵活地开启、提交或回滚事务。

  • 适用于复杂的事务处理场景，例如需要根据不同的业务条件动态决定是否提交或回滚事务。

• 缺点：

  • 代码中会包含大量的事务管理代码，导致业务逻辑和事务管理逻辑耦合度高，增加了代码的复杂度和维护难度。

  • 当业务逻辑发生变化时，可能需要同时修改事务管理代码，不符合开闭原则。

适用场景

• 事务逻辑复杂，需要根据业务条件动态控制事务的提交和回滚。

• 对事务管理有特殊需求，例如需要在事务中执行一些非数据库操作，并且要保证这些操作与数据库操作的原子性。

4.2 声明式事务管理

声明式事务管理是通过 AOP（面向切面编程）实现的，它允许开发者通过配置的方式来定义事务的边界，而不需要在代码中显式地管理事务。声明式事务管理有两种配置方式：基于 XML 配置和基于注解配置。

@Transactional 注解默认的事务隔离级别是 ISOLATION_DEFAULT

@Transactional 注解默认的事务传播行为是 PROPAGATION_REQUIRED

基于注解配置的示例：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {@Autowiredprivate UserDao userDao;@Transactionalpublic void transferMoney() {// 执行数据库操作// 例如：从账户 A 转账到账户 B}
}

解释

• @Transactional 注解：在方法上添加 @Transactional 注解，Spring 会自动管理该方法的事务。如果方法执行过程中抛出异常，Spring 会自动回滚事务。

在配置类中开启事务注解支持：

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;import javax.sql.DataSource;@Configuration
@EnableTransactionManagement
public class AppConfig {@Autowiredprivate DataSource dataSource;@Beanpublic PlatformTransactionManager transactionManager() {return new DataSourceTransactionManager(dataSource);}
}

优缺点

• 优点：

  • 事务管理代码与业务逻辑分离，降低了代码的耦合度，使业务代码更加简洁、清晰，易于维护。

  • 通过配置的方式定义事务，提高了开发效率，减少了重复代码。

• 缺点：

  • 事务的控制粒度相对较粗，不够灵活。例如，无法在方法内部的某个具体位置精确控制事务的提交和回滚。

  • 由于是基于 AOP 实现的，可能会带来一定的性能开销。

适用场景

• 事务逻辑相对简单，且事务边界比较固定的场景。

• 大多数业务方法都需要相同的事务管理策略，通过统一的注解配置可以提高开发效率。

注意事项：

1. 注意 @Transactional 注解位置

该注解可以用在方法上，此时仅对该方法生效。要确保该方法是 public 的，因为 Spring AOP 基于代理模式，默认情况下，只有 public 方法才会被代理增强。

若将注解放在类上，意味着该类中的所有 public 方法都会启用事务管理。不过，要注意如果类中有部分方法不需要事务，这种方式可能会带来不必要的事务开销。

2.异常处理与回滚规则

默认回滚规则：@Transactional 默认只对 RuntimeException 及其子类和 Error 进行回滚。如果业务代码中抛出的是受检异常（如 IOException），默认情况下事务不会回滚。

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import java.io.IOException;@Service
public class UserService {@Transactionalpublic void saveUser() throws IOException {// 业务逻辑throw new IOException("文件操作异常"); // 默认不回滚}
}

自定义回滚规则：可通过 rollbackFor 和 noRollbackFor 属性来指定需要回滚和不需要回滚的异常类型。

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import java.io.IOException;@Service
public class UserService {@Transactional(rollbackFor = {IOException.class})public void saveUser() throws IOException {// 业务逻辑throw new IOException("文件操作异常"); // 会回滚}
}

 3. 事务传播行为和隔离级别

合理选择传播行为：传播行为定义了事务方法如何与当前事务进行交互，有 REQUIRED、SUPPORTS、MANDATORY 等多种传播行为。例如，REQUIRED 是最常用的传播行为，若当前存在事务则加入，不存在则创建新事务；而 SUPPORTS 表示若当前存在事务则加入，不存在则以非事务方式执行。要根据业务需求合理选择，避免不必要的事务嵌套。

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)public void saveUser() {// 业务逻辑}
}

隔离级别定义了一个事务对其他事务的可见性，有 READ_UNCOMMITTED、READ_COMMITTED、REPEATABLE_READ 和 SERIALIZABLE 等。过高的隔离级别会增加事务的并发控制开销，要根据业务需求选择合适的隔离级别，如大多数场景使用 READ_COMMITTED 即可。

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Isolation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)public void saveUser() {// 业务逻辑}
}

4. 代理机制

内部方法调用问题

同一类内方法调用：Spring AOP 基于代理模式，当在同一个类的一个无事务方法中调用有 @Transactional 注解的方法时，事务不会生效。因为这种调用没有经过代理对象，而是直接调用目标对象的方法。

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {public void nonTransactionalMethod() {this.transactionalMethod(); // 事务不生效}@Transactionalpublic void transactionalMethod() {// 业务逻辑}
}

 可以通过注入自身代理对象来解决，或者将有事务的方法提取到另一个服务类中。

5. 数据源和事务管理器配置

确保数据源与事务管理器匹配：要保证数据源和事务管理器的配置正确且相互匹配。如果使用多个数据源，需要为每个数据源配置相应的事务管理器，并在 @Transactional 注解中指定使用的事务管理器。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {@Transactional("transactionManager2")public void saveUser() {// 业务逻辑}
}

6. 缩小事务范围，减少事务持有时间：尽量将不需要事务的操作放在事务之外执行，缩小事务的范围，减少事务持有锁的时间，从而提高并发性能。例如，先进行查询操作，再将需要事务的更新操作放在事务方法中。

4.3 两种方式的对比

	编程式事务管理	声明式事务管理
代码耦合度	高，事务管理代码与业务逻辑代码紧密耦合	低，事务管理代码与业务逻辑代码分离
灵活性	高，可以在代码中根据具体情况灵活控制事务的开始、提交和回滚	相对较低，主要通过注解配置事务属性
可维护性	低，事务管理代码分散在业务逻辑代码中，维护困难	高，事务管理代码集中在注解中，易于维护
适用场景	适用于事务管理逻辑复杂，需要根据具体情况灵活控制事务的场景	适用于大多数业务场景，特别是事务管理逻辑相对简单的场景

综上所属，编程式事务管理适合复杂的事务处理场景，而声明式事务管理则更适合事务逻辑相对简单、需要提高开发效率和降低代码耦合度的场景。在实际开发中，可以根据具体需求选择合适的事务管理方式。