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Spring Boot] 事务隔离级别和事务传播特性详解：如何在 Spring 中使用事务？事务隔离级别和事务传播特性详解：如何在 Spring 中使用事务？不同隔离级别之间的区别？-1事务

最编程 2024-06-21 18:21:23
...

1.1 事务简介与 mysql 中的事务使用

事务这个词在学习 MySQL 和多线程并发编程的时候，想必大家或多或少接触过。那么什么是事务呢？

事务是指一组操作作为一个不可分割的执行单元，要么全部成功执行，要么全部失败回滚。在数据库中，事务可以保证数据的一致性、完整性和稳定性，同时避免了数据的异常和不一致情况。常见的事务包括插入、更新、删除等数据库操作。事务的核心要素是ACID特性，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

比如，常见的转账操作，以小明给小红转账100元为例，分为如下两个操作：

  1. 小明的账户 -100元；
  2. 小红的账户 +100元。

如果没有事务，第一步操作执行成功，而第二步执行失败，就会导致小明账户平白无故的扣款而小红账户没有收到款项的问题。因此，事务的存在是必要的，这一组操作要么全部执行成功，要么一起失败~
转账示意图

在 MySQL 中，事务有三个重要的操作，分别为：开启事务、提交事务、回滚事务，对应的操作命令如下：

-- 开启事务
start transaction;
-- 业务执行
...
-- 提交事务
commit;
-- 回滚事务
rollback;

1.2 Spring 编程式事务（手动操作）

与 MySQL 操作事务类似，Spring 手动操作事务也需要三个重要的操作：开启事务（获取事务）、提交事务、回滚事务。

SpringBoot 内置了两个对象：

  • DataSourceTransactionManager ⽤来获取事务（开启事务）、提交或回滚事务的；
  • TransactionDefinition 是事务的属性，在获取事务的时候需要将TransactionDefinition 传递进去从⽽获得⼀个事务 TransactionStatus；

实现代码如下：

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;
    // 事务管理器
    @Autowired
    private DataSourceTransactionManager transactionManager;
    // 定义事务属性
    @Autowired
    private TransactionDefinition transactionDefinition;

    @RequestMapping("/add")
    public int add(UserInfo userInfo) {
        // 非空校验
        if (userInfo == null || !StringUtils.hasLength(userInfo.getUsername())
            || !StringUtils.hasLength(userInfo.getPassword())) {
            return 0;
        }
        // 1. 开始事务
        TransactionStatus transactionStatus =
                transactionManager.getTransaction(transactionDefinition);
        int result = userService.add(userInfo);
        System.out.println("添加: " + result);
//        // 2. 回滚事务
//        transactionManager.rollback(transactionStatus);
        // 3. 提交事务
        transactionManager.commit(transactionStatus);
        return result;
    }
}

从上述代码可以看出，虽然可以实现事务，但是操作很繁琐。因此，我们 常常使用另一种更简单的方式：基于注解的声明式事务。

1.3 Spring 声明式事务（自动操作）

相比手动操作事务来说，声明式事务非常简单，只需要在需要的方法上添加 @Transactional 注解，无需手动开启事务和提交事务。

示例代码如下：

@Transactional // 声明式事务(自动提交)
@RequestMapping("/insert")
public Integer insert(UserInfo userInfo) {
    // 非空校验
    if (userInfo == null || !StringUtils.hasLength(userInfo.getUsername())
            || !StringUtils.hasLength(userInfo.getPassword())) {
        return 0;
    }
    int result = userService.add(userInfo);
    return result;
}

对于 @Transactional 的几点说明：

  1. 该注解可以加在方法或者类上，若加在类上，则说明该类的所有公共方法可以自动的开启和提交事务 ，无论修饰方法还是类，都只对 public 方法有效；
  2. 在方法执行前自动开启事务，在方法执行完毕（没有发生任何异常）自动提交事务。如果 在方法执行期间出现异常，会自动回滚事务。

附：@Transactional 的常见参数：

参数 说明
propagation 定义了事务方法被嵌套调用时，事务如何传播到被调用的方法。常见取值包括：
- REQUIRED(默认)：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。
- REQUIRES_NEW：每次调用方法时都会创建一个新的事务，如果存在当前事务，则将其挂起。
- 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。
- NOT_SUPPORTED：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，则将其挂起。
- 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。
- NEVER：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，则抛出异常。
- 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。
isolation 定义了事务并发执行时，事务之间的隔离程度。常见取值包括：
- DEFAULT(默认)：使用数据库默认的隔离级别。
- READ_UNCOMMITTED：最低的隔离级别，事务可以读取未提交的数据。
- READ_COMMITTED：事务只能读取已提交的数据。
- REPEATABLE_READ：事务在整个过程中保持一致的读取视图，防止脏读和不可重复读。
- SERIALIZABLE：最高的隔离级别，事务串行执行，避免脏读、不可重复读和幻读。
timeout 定义了事务执行的最长时间，单位为秒。默认值为-1，表示没有超时限制。
readOnly 如果设置为true，表示事务只读，不会修改数据库的数据。默认值为false。
rollbackFor 触发事务回滚的异常类数组。当方法抛出指定的异常时，事务将回滚。
noRollbackFor 不触发事务回滚的异常类数组。当方法抛出指定的异常时，事务将不会回滚。
rollbackForClassName 触发事务回滚的异常类名数组。当方法抛出指定的异常时，事务将回滚。
noRollbackForClassName 不触发事务回滚的异常类名数组。当方法抛出指定的异常时，事务将不会回滚。
value 用于指定事务管理器的名称。如果应用程序中存在多个事务管理器，可以使用该参数指定要使用的事务管理器的名称。默认情况下，事务将使用默认的事务管理器。
transactionManager 用于指定事务管理器的引用。可以直接将一个事务管理器对象传递给该参数，以指定要使用的事务管理器。默认情况下，事务将使用默认的事务管理器。

对于上述表格中的事务隔离级别需要重点掌握，具体后面详细说。

需要特别注意的是，如果方法中的异常被 try-catch 异常捕获处理后，则不会再进行事务的回滚。

当然，我们可以通过 throw 将异常抛出，使得事务能够正常自动回滚。但是这样子做，try-catch 还有意义吗？表情包

因此，对于这种情况，更偏向于使用另一种优雅的方式，进行手动回滚事务来解决~

如何在声明式事务中进行手动回滚事务？
使用代码进行手动回滚事务：

TransactionAspectSupport.currentTransactionStatus().setRollbackOnly();

示例代码如下：
代码示例

1.4 @Transactional 的工作原理

  1. 当调用被@Transactional注解标记的方法时，事务管理器会检查当前是否存在一个事务。如果存在事务，则该方法将在该事务的上下文中执行；如果不存在事务，则会创建一个新的事务。
  2. 在方法执行期间，如果发生了受检查异常（checked exception），事务管理器会捕获该异常，并根据配置的回滚规则决定是否回滚事务。如果异常被捕获并且需要回滚事务，则事务将被回滚，方法的执行将终止，并将异常传播给调用方。
  3. 如果方法成功执行并且没有抛出受检查异常，事务管理器将提交事务，将数据库中的更改持久化。
  4. 如果方法执行期间抛出了未受检查异常（unchecked exception）或错误（Error），事务管理器会将事务标记为回滚，并将异常传播给调用方。
  5. 如果方法执行期间没有抛出异常，但在方法内部调用了其他被@Transactional注解标记的方法，事务管理器将根据事务的传播行为决定如何处理这些方法。例如，如果传播行为设置为REQUIRED，则内部方法将加入当前事务；如果传播行为设置为REQUIRES_NEW，则内部方法将创建一个新的事务。

具体来看，@Transactional 是基于 AOP 实现的，AOP ⼜是使⽤动态代理实现的。如果⽬标对象实现了接⼝，默认情况下会采⽤ JDK 的动态代理，如果⽬标对象没有实现了接⼝,会使⽤ CGLIB 动态代理。@Transactional 在开始执⾏业务之前，通过代理先开启事务，在执⾏成功之后再提交事务。如果中途遇到的异常，则回滚事务。实现细节的执行流程如图所示：
实现细节

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