【Spring】事务实现原理

在使用事务的时候需要添加@EnableTransactionManagement注解来开启事务,Spring事务底层是通过AOP来实现的,所以启用事务后,同样会向容器中注入一个代理对象创建器,AOP使用的是AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator,事务使用的是InfrastructureAdvisorAutoProxyCreator。

  • Advice通知:定义在切点上需要执行什么样的操作;

  • PointCut切点:定义在哪些方法上使用通知;

  • Advisor:Advice和Pointcut加起来组成了Advisor,可以看做是对切面的封装;

在使用AOP时,一般会创建一个切面,里面包含了切点和通知,事务既然基于AOP实现,所以也会有对应的通知和切点。

事务Advisor

开启事务时,还会向Spring容器中注册一个BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor,从名字上可以看出它是一个Advisor,它重点有以下几个类型的成员变量:

  • Advice(通知):传入的实际类型为TransactionInterceptor,它是事务拦截器,实现了Advice接口,这个拦截器就相当于AOP中的通知,在执行目标方法前会进行拦截,进行事务处理;

  • TransactionAttributeSourcePointcut(切点):它实现了Pointcut和MethodMatcher接口,是一个切点,目标方法是否需要被事务代理就是通过它判断的;

  • TransactionAttributeSource:传入的实际类型为AnnotationTransactionAttributeSource,用于解析事务属性相关配置信息;

Advisor由Advice和Pointcut组成,现在Advice和Pointcut都已经知道了,接下来就去看看是如何判断当前Bean是否需要进行事务代理的。

事务底层是通过AOP实现的,所以它的处理逻辑与AOP类似,启动时会注册一个后置处理器,在postProcessAfterInitialization方法中判断是否需要进行代理,逻辑与AOP一致,会获取所有的Advisor,判断是否有匹配当前Bean的Advisor,Spring会自动为事务注册Advisor(BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor),匹配的处理逻辑在TransactionAttributeSourcePointcut切点中实现,是否匹配的判断条件如下:

  1. 判断当前Bean的Class是否匹配,具体是通过ClassFilter(TransactionAttributeSourceClassFilter)的matches方法实现的,注意这里并不是判断当前Bean所在类上面是否有事务注解,这个条件主要是为了排除一些Spring认为不需要进行事务代理的类,比如某个Bean的类路径以java.开头,而我们编写的类一般不会是以java开头的,所以这个Bean就会跳过代理,对于我们编写的Bean,一般不会被这个条件过滤掉,会进行下一个条件判断;

TransactionAttributeSourceClassFilter是TransactionAttributeSourcePointcut的内部类,里面有matches方法的实现。

  1. 判断当前Bean中的方法是否与事务切点匹配,具体是通过MethodMatcher(TransactionAttributeSourcePointcut)的matches方法实现,这里会获取当前Bean的所有方法,一个个与事务切点进行匹配,匹配规则如下:

(1)从方法中获取事务注解相关的设置;

(2)从方法所在类中获取事务注解相关设置;

(2)如果方法所在的类实现了接口,还会从接口上面解析是否有事务注解相关的配置;

如果我们使用了@Transactional注解对方法或者类进行了配置,就会在这一步解析到相关内容。

如果通过以上方式中的任意一种获取到了事务相关设置,就会认为当前Bean需要进行事务代理,为其创建代理对象,实现与AOP一致,会为其创建一个AOP代理对象,只不过在执行目标方法时,Spring会通过已经设定好的事务切面进行拦截,也就是BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中的TransactionInterceptor对进行方法拦截,而在AOP中一般是我们自己编写切面。

事务拦截

上面我们知道对于需要进行事务拦截的Bean,会为其创建代理对象,在执行目标方法的时候,会进入事务拦截器的处理逻辑,主要步骤如下:

  1. 获取事务管理器;
  2. 创建事务;
  3. 这里主要是向后执行拦截器链,待所有的拦截器都执行完毕之后,执行目标方法;
  4. 捕捉异常,如果出现异常进行回滚;
  5. 提交事务;

事务的创建

事务的创建分为两部分:

一、 获取事务

(1)首先获取事务对象,它是一个抽象方法,数据源的不同具体的实现类也不同;

以DataSourceTransactionManager为例,它主要是创建了一个数据源事务对象(DataSourceTransactionObject),然后根据数据源信息源获取当前线程绑定的ConnectionHolder对象(如果有的话会获取到否则获取为空),ConnectionHolder中存有数据库连接及事务的活跃状态,之后会将这个ConnectionHolder设置到数据源事务对象中,将数据源事务对象返回;

(2)根据上一步获取到的事务对象,判断当前线程是否存在事务,如果存在事务需要根据事务传播行为进行不同的处理;

是否存在事务的判断方式是通过当前线程是否持有数据库连接(数据源事务对象中的ConnectionHolder不为空)并且事务处于活跃状态。

  • 如果事务传播行为设是PROPAGATION_NEVER,表示不能存在事务,当前存在事务会抛出异常;
  • 如果事务的传播行为是PROPAGATION_NOT_SUPPORTED,表示以不使用事务的方式执行,如果当前存在事务,则挂起当前的事务,执行完当前逻辑后(不使用事务)再恢复挂起的事务;
  • 如果事务的传播行为是PROPAGATION_REQUIRES_NEW,表示每次执行都新建事务,如果当前存在事务需要挂起当前事务,创建一个自己的事务执行之后再恢复挂起的事务;
  • 如果事务的传播行为是PROPAGATION_NESTED,表示嵌套事务,判断是否使用保存点,如果是则使用嵌套事务,否则开启一个新事务;
  • 其他情况使用当前的事务;

(3)如果当前线程不存在事务:

  • 如果事务的传播行为是PROPAGATION_MANDATORY,它要求必须存在事务,当前不存在事务,会抛出异常;

  • 如果传播行为是PROPAGATION_REQUIRED、PROPAGATION_REQUIRES_NEW或者PROPAGATION_NESTED,新建事务;

  • 其他情况创建一个空事务;

新建事务说明之前不存在事务,ConnectionHolder为空,此时会从数据库连接池中获取一个连接,设置到ConnectionHolder中,并将当前线程对应这个ConnectionHolder与数据源绑定(底层ThreadLocal实现),上面第(1)步中可以看到会通过数据源获取当前线程的ConnectionHolder,数据就是在这里添加的,之后就可以通过这个判断当前线程是否已经存在事务。

二、 预处理事务

主要是进行事务相关信息的封装以及事务和线程的绑定。

事务回滚

当执行过程中出现异常时,会进行事务回滚,回滚的处理逻辑如下:

  1. 判断事务是否设置了保存点,如果设置了将事务回滚到保存点;
  2. 如果是一个独立的新事务,直接回滚即可;
  3. 如果既没有设置保存点,也不是一个新事务,说明可能处于嵌套事务中,此时只设置回滚状态rollbackOnly为true,当它的外围事务进行提交时,如果发现回滚状态为true,外围事务则不提交;

资源清理

在事务提交/回滚之后,需要根据情况清理相关的资源以及恢复被挂起的事务,主要有以下操作:

  1. 清除当前线程绑定的事务相关信息;
  2. 清除当前线程对应的ConnectionHolder与数据源的绑定关系及ConnectionHolder自身的清理;
  3. 如果挂起的事务不为空,恢复挂起的事务;
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