Spring事务管理之一
事务(Transaction),一般是指要做的或所做的事情。在计算机术语中是指访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元(unit)。
这里我们以取钱的例子来讲解:比如你去ATM机取1000块钱,大体有两个步骤:第一步输入密码金额,银行卡扣掉1000元钱;第二步从ATM出1000元钱。这两个步骤必须是要么都执行要么都不执行。如果银行卡扣除了1000块但是ATM出钱失败的话,你将会损失1000元;如果银行卡扣钱失败但是ATM却出了1000块,那么银行将损失1000元。
如何保证这两个步骤不会出现一个出现异常了,而另一个执行成功呢?事务就是用来解决这样的问题。事务是一系列的动作,它们综合在一起才是一个完整的工作单元,这些动作必须全部完成,如果有一个失败的话,那么事务就会回滚到最开始的状态,仿佛什么都没发生过一样。 在企业级应用程序开发中,事务管理是必不可少的技术,用来确保数据的完整性和一致性。
事务的四个特性(ACID)
①、原子性(Atomicity):事务是一个原子操作,由一系列动作组成。事务的原子性确保动作要么全部完成,要么完全不起作用。
②、一致性(Consistency):一旦事务完成(不管成功还是失败),系统必须确保它所建模的业务处于一致的状态,而不会是部分完成部分失败。在现实中的数据不应该被破坏。
③、隔离性(Isolation):可能有许多事务会同时处理相同的数据,因此每个事务都应该与其他事务隔离开来,防止数据损坏。
④、持久性(Durability):一旦事务完成,无论发生什么系统错误,它的结果都不应该受到影响,这样就能从任何系统崩溃中恢复过来。通常情况下,事务的结果被写到持久化存储器中。
PlatformTransactionManager 事务管理器
Spring事务管理器的接口是org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager,如上图所示,Spring并不直接管理事务,通过这个接口,Spring为各个平台如JDBC、Hibernate等都提供了对应的事务管理器,也就是将事务管理的职责委托给Hibernate或者JTA等持久化机制所提供的相关平台框架的事务来实现。
①、TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition) ,事务管理器 通过TransactionDefinition,获得“事务状态”,从而管理事务。
②、void commit(TransactionStatus status) 根据状态提交
③、void rollback(TransactionStatus status) 根据状态回滚
也就是说Spring事务管理的为不同的事务API提供一致的编程模型,具体的事务管理机制由对应各个平台去实现。
TransactionDefinition 基本事务属性的定义
上面讲到的事务管理器接口PlatformTransactionManager通过getTransaction(TransactionDefinition definition)方法来得到事务,这个方法里面的参数是TransactionDefinition类,这个类就定义了一些基本的事务属性。
那么什么是事务属性呢?事务属性可以理解成事务的一些基本配置,描述了事务策略如何应用到方法上。事务属性包含了5个方面,如图所示:
传播行为:当事务方法被另一个事务方法调用时,必须指定事务应该如何传播。
传播行为 | 含义 |
---|---|
PROPAGATION_REQUIRED | 表示当前方法必须运行在事务中。如果当前事务存在,方法将会在该事务中运行。否则,会启动一个新的事务 |
PROPAGATION_SUPPORTS | 表示当前方法不需要事务上下文,但是如果存在当前事务的话,那么该方法会在这个事务中运行 |
PROPAGATION_MANDATORY | 表示该方法必须在事务中运行,如果当前事务不存在,则会抛出一个异常 |
PROPAGATION_REQUIRED_NEW | 表示当前方法必须运行在它自己的事务中。一个新的事务将被启动。如果存在当前事务,在该方法执行期间,当前事务会被挂起。如果使用JTATransactionManager的话,则需要访问TransactionManager |
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED | 表示该方法不应该运行在事务中。如果存在当前事务,在该方法运行期间,当前事务将被挂起。如果使用JTATransactionManager的话,则需要访问TransactionManager |
PROPAGATION_NEVER | 表示当前方法不应该运行在事务上下文中。如果当前正有一个事务在运行,则会抛出异常 |
PROPAGATION_NESTED | 表示如果当前已经存在一个事务,那么该方法将会在嵌套事务中运行。嵌套的事务可以独立于当前事务进行单独地提交或回滚。如果当前事务不存在,那么其行为与PROPAGATION_REQUIRED一样。注意各厂商对这种传播行为的支持是有所差异的。可以参考资源管理器的文档来确认它们是否支持嵌套事务 |
隔离级别:定义了一个事务可能受其他并发事务影响的程度。
并发事务引起的问题:
在典型的应用程序中,多个事务并发运行,经常会操作相同的数据来完成各自的任务。并发虽然是必须的,但可能会导致以下的问题。
①、脏读(Dirty reads)——脏读发生在一个事务读取了另一个事务改写但尚未提交的数据时。如果改写在稍后被回滚了,那么第一个事务获取的数据就是无效的。
②、不可重复读(Nonrepeatable read)——不可重复读发生在一个事务执行相同的查询两次或两次以上,但是每次都得到不同的数据时。这通常是因为另一个并发事务在两次查询期间进行了更新。
③、幻读(Phantom read)——幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务(T1)读取了几行数据,接着另一个并发事务(T2)插入了一些数据时。在随后的查询中,第一个事务(T1)就会发现多了一些原本不存在的记录。
注意:不可重复读重点是修改,而幻读重点是新增或删除。
在 Spring 事务管理中,为我们定义了如下的隔离级别:
①、ISOLATION_DEFAULT:使用后端数据库默认的隔离级别
②、ISOLATION_READ_UNCOMMITTED:最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,可能会导致脏读、幻读或不可重复读
③、ISOLATION_READ_COMMITTED:允许读取并发事务已经提交的数据,可以阻止脏读,但是幻读或不可重复读仍有可能发生
④、ISOLATION_REPEATABLE_READ:对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生
⑤、ISOLATION_SERIALIZABLE:最高的隔离级别,完全服从ACID的隔离级别,确保阻止脏读、不可重复读以及幻读,也是最慢的事务隔离级别,因为它通常是通过完全锁定事务相关的数据库表来实现的
上面定义的隔离级别,在 Spring 的 TransactionDefinition.class 中也分别用常量 -1,0,1,2,4,8表示。
是否只读
这是事务的第三个特性,是否为只读事务。如果事务只对后端的数据库进行该操作,数据库可以利用事务的只读特性来进行一些特定的优化。通过将事务设置为只读,你就可以给数据库一个机会,让它应用它认为合适的优化措施。
事务超时
为了使应用程序很好地运行,事务不能运行太长的时间。因为事务可能涉及对后端数据库的锁定,所以长时间的事务会不必要的占用数据库资源。事务超时就是事务的一个定时器,在特定时间内事务如果没有执行完毕,那么就会自动回滚,而不是一直等待其结束。
回滚规则
事务五边形的最后一个方面是一组规则,这些规则定义了哪些异常会导致事务回滚而哪些不会。默认情况下,事务只有遇到运行期异常时才会回滚,而在遇到检查型异常时不会回滚(这一行为与EJB的回滚行为是一致的) 。但是你可以声明事务在遇到特定的检查型异常时像遇到运行期异常那样回滚。同样,你还可以声明事务遇到特定的异常不回滚,即使这些异常是运行期异常。