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分布式事务系列（1.1）Spring事务管理器PlatformTransactionManager

dexcoder 1年前发布
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本文隶属于专题系列： 分布式事务系列

2 jdbc事务

2.1 例子 

public void save(User user) throws SQLException{
    Connection conn=jdbcDao.getConnection();
    conn.setAutoCommit(false);
    try {
       PreparedStatement ps=conn.prepareStatement("insert into user(name,age) value(?,?)");
       ps.setString(1,user.getName());
       ps.setInt(2,user.getAge());
       ps.execute();
       conn.commit();
    } catch (Exception e) {
       e.printStackTrace();
       conn.rollback();
    }finally{
       conn.close();
    }
}

2.2 分析

  • 怎么使用事务

    将自动提交设置为false,即conn.setAutoCommit(false)，然后手动来conn.commit()、或者conn.rollback()。

  • 一个重要意识

    conn.commit();conn.rollback()等这些属于事务代码，其他执行sql的代码属于业务代码

    只有事务代码和业务代码使用的是同一个Connection的时候，事务的回滚和提交才能正常执行,所以如果我们要实现事务代码和业务代码的分离，必须要保证他们使用的是同一个Connection。

  • 谁在执行事务

    我们可以看到，可以通过操作Connection连接来执行事务，这并不代表Connection具有事务功能，而是使用了数据库自身的事务功能，Connection仅仅是把一些命令如commit、rollback传递给数据库

2.3 存在的问题

  • 1 业务代码都要嵌套在try catch事务模板代码中

  • 2 当存在多个类似save(User user)的业务逻辑时，没法保证他们的原子性 

    login(user);
save(user);

    这两个业务逻辑都是相似的代码,获取Connection连接，然后执行sql语句。没法保证它们的原子性，是因为它们使用的不是同一个连接，不在同一个事务内。

3 Hibernate的事务

3.1 例子 

public void save(User user){
    Session session=hibernateDao.openSession();
    Transaction tx=null;
    try {
       tx=session.beginTransaction();  
        session.save(user);  
        tx.commit();  
    } catch (Exception e) {
       if(tx!=null){
         tx.rollback();
       }
    }finally{
       session.close();
    }
}

3.2 分析

  • 事务功能和业务功能的分离

    jdbc事务中Connection负担了两方面的功能，事务功能和执行sql的功能。这里的Transaction是Hibernate自己定义的事务，Hibernate则把这两者的功能单独开来，将事务功能交给了Transaction，使得职责更加分工明确。

  • 事务的原理

    其实Session、Transaction内部会有一个相同的Connection，这样就保证了 业务代码和事务代码使用的是同一个Connection，Transaction事务的回滚都是依托内部的Connection来完成的，如下：

    • 事务的开始，设置自动提交为false

    事务的开始

    • 事务的提交，通过connection的commit方法来提交

    事务的提交

    事务的回滚等操作，不再列举

4 Spring事务功能的总体接口设计

由于上述各家实现事务功能的方式各不相同，Spring进行了统一的抽象，形成了PlatformTransactionManager事务管理器接口，事务的提交、回滚等操作全部交给它来实现。Spring的事务体系也是在PlatformTransactionManager事务管理器接口上开展开来的，所以先来了解下PlatformTransactionManager事务管理器。

4.1 事务功能的总体接口设计

先来看下三大接口

  • PlatformTransactionManager ： 事务管理器

  • TransactionDefinition ： 事务的一些基础信息，如超时时间、隔离级别、传播属性等

  • TransactionStatus ： 事务的一些状态信息，如是否是一个新的事务、是否已被标记为回滚

看下PlatformTransactionManager如何来操作事务： 

public interface PlatformTransactionManager {
    //根据事务定义TransactionDefinition，获取事务
    TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition);
    //提交事务
    void commit(TransactionStatus status);
    //回滚事务
    void rollback(TransactionStatus status);
}

4.2 接口对应的实现

4.2.1 事务定义接口TransactionDefinition

事务定义接口

  • 红线上方是一些常量定义（事务的隔离级别和事务的传播属性，具体不再说，网上一大堆）
  • 事务的定义包含：事务的隔离级别、事务的传播属性、超时时间设置、是否只读

要明白的地方：

事务的隔离级别是数据库本身的事务功能，然而事务的传播属性则是Spring自己为我们提供的功能，数据库事务没有事务的传播属性这一说法。

该接口的实现DefaultTransactionDefinition：默认的事务定义 

public class DefaultTransactionDefinition implements TransactionDefinition, Serializable {
    private int propagationBehavior = PROPAGATION_REQUIRED;
    private int isolationLevel = ISOLATION_DEFAULT;
    private int timeout = TIMEOUT_DEFAULT;
    private boolean readOnly = false;
    //略
}
  • 事务的传播属性为PROPAGATION_REQUIRED，即当前没有事务的时候，创建一个，如果有则使用当前事务
  • 事务的隔离级别采用底层数据库默认的隔离级别
  • 超时时间采用底层数据库默认的超时时间
  • 是否只读为false

4.2.2 事务接口定义TransactionStatus

先引出Connection连接中的保存点功能： 

//创建一个保存点
conn.setSavepoint(name);
//回滚到某个保存点
conn.rollback(savepoint);
//释放某个保存点
conn.releaseSavepoint(savepoint);

TransactionStatus它继承了SavepointManager接口，SavepointManager是对事务中上述保存点功能的封装，如下： 

public interface SavepointManager {
    Object createSavepoint() throws TransactionException;
    void rollbackToSavepoint(Object savepoint) throws TransactionException;
    void releaseSavepoint(Object savepoint) throws TransactionException;
}

Spring利用保存点功能实现了事务的嵌套功能。后面会详细说明。

TransactionStatus本身更多存储的是事务的一些状态信息：

事务状态信息

  • 是否是一个新的事物
  • 是否有保存点
  • 是否已被标记为回滚

常用的TransactionStatus接口实现为DefaultTransactionStatus：

默认的事务定义

目前jdbc事务是通过Connection来实现事务的，Hibernate是通过它自己定义的Transaction来实现的，所以各家的事务都不同，所以Spring只能以Object transaction的形式来表示各家的事务，事务的回滚和提交等操作都会最终委托给上述Object transaction来完成。

Object transaction的职责就是提交回滚事务，这个transaction的选择可能如下：

  • DataSourceTransactionObject
  • HibernateTransactionObject
  • JpaTransactionObject（之后再详细说）

详细信息分别如下：

  • 对于DataSourceTransactionObject：

    我们使用了dataSource来获取连接，要想实现事务功能，必然需要使用Connection，所以它中肯定有一个Connection来执行事务的操作。

    DataSourceTransactionObject中有一个ConnectionHolder，它封装了一个Connection。

  • 对于HibernateTransactionObject：

    我们使用了hibenrate,此时要想实现事务功能，必然需要通过hibernate自己定义的Transaction来实现。

    HibernateTransactionObject中含有一个SessionHolder，和上面的ConnectionHolder一样，它封装了一个Session,有了Session，我们就可以通过Session来产生一个Hibernate的Transaction，从而实现事务操作。

4.2.3 事务管理器接口定义PlatformTransactionManager

类图关系如下：

默认的事务定义

重点来说下

  • AbstractPlatformTransactionManager
    • DataSourceTransactionManager
    • HibernateTransactionManager
    • JpaTransactionManager（之后详细再说）

这就需要来看看事务管理器的接口，上述的他们都是怎么实现的：

  • 1 第一个接口：TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition) 根据事务定义获取事务状态

    大体内容就是先获取上述说明的Object transaction，判断当前事务是否已存在，如果存在则进行事务的传播属性处理，后面详细说明，如果不存在new DefaultTransactionStatus，新创建一个事务，同时使用Object transaction开启事务。分成了几个过程：

    • 1.1 获取Object transaction：

    不同的事务管理器获取不同的Object transaction

    • DataSourceTransactionManager就是获取上述的DataSourceTransactionObject 
    从当前线程中获取绑定的ConnectionHolder，可能为null,如果为null，则会在下一个开启事务的过程中，从dataSource中获取一个Connection，封装成ConnectionHolder，然后再绑定到当前线程
然后我们new 一个DataSourceTransactionObject了，具体过程如下：

    DataSourceTransactionManager获取一个事务

    • HibernateTransactionManager获取HibernateTransactionObject 
    从当前线程中获取绑定的SessionHolder，可能为null,如果为null，则会在下一个开启事务的过程中从sessionFactory中获取一个session,然后封装成SessionHolder，然后再绑定到当前线程
然后我们就可以new 一个HibernateTransactionObject了，具体过程如下：

HibernateTransactionManager获取一个事务

  • 1.2 构建DefaultTransactionStatus，使用Object transaction开启事务

    • DataSourceTransactionManager的DataSourceTransactionObject开启过程如下： 
    首先判断之前的获取当前线程绑定的ConnectionHolder是否为null，如果为null，从dataSource中获取一个Connection，封装成ConnectionHolder，然后再绑定到当前线程
因为开启了一个事务，则必须要关闭DataSourceTransactionObject中Connection的自动提交，代码如下（省略一些）：
       protected void doBegin(Object transaction, TransactionDefinition definition) {
         DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;
         Connection con = null;
         //如果ConnectionHolder是否为null，从新获取
         if (txObject.getConnectionHolder() == null ||
              txObject.getConnectionHolder().isSynchronizedWithTransaction()) {
          Connection newCon = this.dataSource.getConnection();
          txObject.setConnectionHolder(new ConnectionHolder(newCon), true);
         }
         con = txObject.getConnectionHolder().getConnection();
         Integer previousIsolationLevel = DataSourceUtils.prepareConnectionForTransaction(con, definition);
         txObject.setPreviousIsolationLevel(previousIsolationLevel);
         //取消自动提交
         if (con.getAutoCommit()) {
          txObject.setMustRestoreAutoCommit(true);
          if (logger.isDebugEnabled()) {
              logger.debug("Switching JDBC Connection [" + con + "] to manual commit");
          }
          con.setAutoCommit(false);
         }
         txObject.getConnectionHolder().setTransactionActive(true);
         //如果是新增的ConnectionHolder，则绑定到当前线程
         if (txObject.isNewConnectionHolder()) {
          TransactionSynchronizationManager.bindResource(getDataSource(), txObject.getConnectionHolder());
         }
       }

  • HibernateTransactionManager的HibernateTransactionObject开启过程如下：

    也是同样的逻辑，如果SessionHolder为null，则从SessionFactory中获取一个Session，然后封装成SessionHolder，然后把这个SessionHolder绑定到当前线程 

           Session newSession = (entityInterceptor != null ?
          getSessionFactory().withOptions().interceptor(entityInterceptor).openSession() :
          getSessionFactory().openSession());
       txObject.setSession(newSession);

    同时，使用上述session开启一个事务，把事务对象也保存到上述的SessionHolder中。 

           Transaction hibTx=session.beginTransaction();
       txObject.getSessionHolder().setTransaction(hibTx);

    如果是新创建的SessionHolder，则绑定到当前线程 

           // Bind the session holder to the thread.
       if (txObject.isNewSessionHolder()) {
         TransactionSynchronizationManager.bindResource(getSessionFactory(), txObject.getSessionHolder());
       }

  • 2 第二个接口：void rollback(TransactionStatus status) 回滚事务

    回滚，则还是利用DefaultTransactionStatus内部的Object transaction来执行回滚操作

    • DataSourceTransactionManager就是使用DataSourceTransactionObject中的Connection来进行回滚操作 
        protected void doRollback(DefaultTransactionStatus status) {
       DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) status.getTransaction();
       Connection con = txObject.getConnectionHolder().getConnection();
       try {
         con.rollback();
       }
       catch (SQLException ex) {
         throw new TransactionSystemException("Could not roll back JDBC transaction", ex);
       }
    }
    • HibernateTransactionManager就是使用HibernateTransactionObject中的SessionHolder中的Session创建的事务Transaction来进行回滚操作 
        protected void doRollback(DefaultTransactionStatus status) {
       HibernateTransactionObject txObject = (HibernateTransactionObject) status.getTransaction();
       try {
         txObject.getSessionHolder().getTransaction().rollback();
       }
    }

  • 3 第三个接口： void commit(TransactionStatus status) 提交事务

    同理，DataSourceTransactionManager依托内部的Connection来完成提交操作

    HibernateTransactionManager依托内部的Transaction来完成提交操作

4.3 事务的传播属性解析

可以参考这篇文章的案例说明Spring事务的传播行为和隔离级别,下面重点源码分析下Spring的事务传播属性：

对于事务的传播属性的代码如下：

事务传播入口

在获取Object transaction之后，先进行判断，是否是已存在的事务。因为这个Object transaction的获取过程就是直接从线程绑定的获取的,可能当前线程已经存在事务，具体判断如下：

  • DataSourceTransactionManager 

    protected boolean isExistingTransaction(Object transaction) {
    DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;
    return (txObject.getConnectionHolder() != null && txObject.getConnectionHolder().isTransactionActive());
}

    就是依据和当前线程绑定的ConnectionHolder中是否已存在事务

  • HibernateTransactionManager 

    public boolean hasSpringManagedTransaction() {
    return (this.sessionHolder != null && this.sessionHolder.getTransaction() != null);
}

    也是依据和当前线程绑定的SessionHolder是否已存在事务

如果是已存在事务：则需要对事务的传播属性进行处理，如下即上述截图中的的handleExistingTransaction方法：

  • 1 PROPAGATION_NEVER：不允许存在事务，如果存在抛出异常 

    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER) {
    throw new IllegalTransactionStateException(
         "Existing transaction found for transaction marked with propagation 'never'");
}

  • 2 PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：不支持事务，如果存在事务，则需将事务挂起，保存起来，当执行完成之后，需要将挂起的事务继续恢复 

    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED) {
    if (debugEnabled) {
       logger.debug("Suspending current transaction");
    }
    Object suspendedResources = suspend(transaction);
    boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);
    return prepareTransactionStatus(
         definition, null, false, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);
}

    挂起之后，产生一个Object transaction=null的事务，即不执行事务代码，同时把挂起的资源信息传递给新创建的事务，当这个事务执行完成之后，再把挂起的资源恢复过来

    • 2.1 对于DataSourceTransactionManager来说，事务的挂起，就是把当前线程关联的ConnectionHolder解除绑定： 
        protected Object doSuspend(Object transaction) {
       DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;
       txObject.setConnectionHolder(null);
       ConnectionHolder conHolder = (ConnectionHolder)
          TransactionSynchronizationManager.unbindResource(this.dataSource);
       return conHolder;
    }
同理事务的恢复就是把上述ConnectionHolder再重新绑定到当前线程，继续执行该事务
    • 2.2 对于HibernateTransactionManager来说，事务的挂起，就是把当前线程关联的SessionHolder解除绑定 
        protected Object doSuspend(Object transaction) {
       HibernateTransactionObject txObject = (HibernateTransactionObject) transaction;
       txObject.setSessionHolder(null);
       SessionHolder sessionHolder =
          (SessionHolder) TransactionSynchronizationManager.unbindResource(getSessionFactory());
       txObject.setConnectionHolder(null);
       ConnectionHolder connectionHolder = null;
       if (getDataSource() != null) {
         connectionHolder = (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.unbindResource(getDataSource());
       }
       return new SuspendedResourcesHolder(sessionHolder, connectionHolder);
    }
同理事务的恢复就是把上述SessionHolder再重新绑定到当前线程，继续执行该事务

  • 3 PROPAGATION_REQUIRES_NEW：开启一个新的事务，如果当前存在事务则把当前事务挂起来 

    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW) {
    SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(transaction);
    try {
       boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);
       DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus(
          definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);
       doBegin(transaction, definition);
       prepareSynchronization(status, definition);
       return status;
    }
}
    可以看到，创建新的事务，就会调用doBegin(transaction, definition);方法，将事务开启。

  • 4 PROPAGATION_NESTED ： 原理很多人已详细说明，可以参考简单理解Spring中的PROPAGATION_NESTED，源码证实有待继续研究 

    if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) {
    if (useSavepointForNestedTransaction()) {
       DefaultTransactionStatus status =
          prepareTransactionStatus(definition, transaction, false, false, debugEnabled, null);
       status.createAndHoldSavepoint();
       return status;
    }
}

    这里使用了Object transaction来创建了SavePoint，仍旧使用原事务

  • 5 PROPAGATION_SUPPORTS 和 PROPAGATION_REQUIRED ： 如果当前存在事务，则仍旧使用该事物

至此事务管理器接口就简略说完了，还有很多细节的东西，需要各位再去仔细研究。

5 结束语

了解了PlatformTransactionManager事务管理器，下面就要开展Spring的编程式事务、声明式事务，所以下一篇文章内容如下：

  • TransactionTemplate可以实现编程式事务
  • Spring使用AOP来实现声明式事务

原文：http://my.oschina.net/pingpangkuangmo/blog/415162

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dexcoder

这家伙太懒了 <(￣ ﹌ ￣)>
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