【Spring】4.Spring的事务管理解析

什么是事务

事务是数据库管理系统中的一个关键概念，用于确保数据的完整性和可靠性。在Spring框架中，事务通常指的是一段代码，这段代码要么完全执行，要么完全不执行，不会出现部分执行的情况。 Spring提供了事务管理的机制，允许开发者以声明式或编程式的方式来控制事务的边界和行为。

事务具有ACID属性，这确保了事务的可靠性：

原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不完成，不会结束在中间某个点。
一致性（Consistency）：事务必须使数据库从一个一致的状态转移到另一个一致的状态。
隔离性（Isolation）：并发执行的事务之间不会互相影响，每个事务都像是独立执行。
持久性（Durability）：一旦事务提交，则其结果永久保存在数据库中，即使系统发生故障也不会丢失。

Spring的事务管理主要有两种方式：

事务管理

1.声明式事务管理：

通过配置文件或注解来声明事务的边界和特性，利用AOP（面向切面编程）在方法执行前后添加事务管理的逻辑。
在Spring Boot中实现声明式事务管理，涉及到自动配置、自定义配置、事务属性的设置等多个方面。以下是详细的步骤和配置方法：

1. 添加依赖

确保项目中包含了Spring Boot的事务管理和数据库相关依赖。对于JPA，依赖如下：

Maven (pom.xml):

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 数据库驱动依赖，例如MySQL -->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 其他业务依赖 -->
</dependencies>

Gradle (build.gradle):

dependencies {
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa'
    implementation 'mysql:mysql-connector-java'
    // 其他业务依赖
}

2. 配置数据源

在application.properties或application.yml中配置数据库连接信息：

# application.properties
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/your_db?useSSL=false
spring.datasource.username=your_username
spring.datasource.password=your_password
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver

3. 配置实体扫描

创建一个配置类，用于指定实体类的扫描路径，以及配置事务管理器：

@Configuration
@EnableTransactionManagement
@EnableJpaRepositories(
    entityManagerFactoryRef = "entityManagerFactory",
    transactionManagerRef = "transactionManager",
    basePackages = {"com.example.domain"} // 实体类的包
)
public class DatabaseConfig {

    @Bean
    public LocalContainerEntityManagerFactoryBean entityManagerFactory(
            EntityManagerFactoryBuilder builder, DataSource dataSource) {
        return builder
                .dataSource(dataSource)
                .packages("com.example.domain") // 实体类的包
                .persistenceUnit("default")
                .build();
    }

    @Bean
    public PlatformTransactionManager transactionManager(EntityManagerFactory entityManagerFactory) {
        return new JpaTransactionManager(entityManagerFactory);
    }
}

4. 使用`@Transactional`注解

在需要事务管理的类或方法上使用@Transactional注解：

@Service
public class SomeService {

    @Autowired
    private SomeRepository someRepository;

    @Transactional
    public void someServiceMethod() {
        // 业务逻辑，涉及数据库操作
        someRepository.doSomething();
    }
}

5. 配置事务属性

通过@Transactional注解的属性来配置传播行为、隔离级别、超时时间、只读属性和回滚规则：

@Transactional(
    propagation = Propagation.REQUIRED,
    isolation = Isolation.READ_COMMITTED,
    timeout = 30, // 超时时间，单位为秒
    readOnly = false,
    rollbackFor = Exception.class // 指定哪些异常会导致事务回滚
)
public void someServiceMethod() {
    // 业务逻辑
}

6. 自定义事务管理器

如果需要自定义事务管理器，可以在配置类中添加相应的@Bean方法：

@Bean
public PlatformTransactionManager transactionManager(EntityManagerFactory entityManagerFactory) {
    JpaTransactionManager transactionManager = new JpaTransactionManager();
    transactionManager.setEntityManagerFactory(entityManagerFactory);
    // 可以在这里设置其他属性，如超时时间
    return transactionManager;
}

7. 配置事务管理器属性

通过配置文件设置事务管理器的属性，例如JPA的事务超时时间：

# application.properties
spring.jpa.properties.hibernate.transaction.manager_lookup_class=org.hibernate.hql.internal.TransactionManagerLookup
spring.transaction.default_timeout=5 # 以秒为单位设置默认的事务超时时间

8. 多数据源事务管理

如果应用中使用了多个数据源，需要为每个数据源配置独立的事务管理器，并在@EnableJpaRepositories注解中指定事务管理器和实体管理器工厂：

@Configuration
@EnableTransactionManagement
@EnableJpaRepositories(
    entityManagerFactoryRef = "entityManagerFactorySecondary",
    transactionManagerRef = "transactionManagerSecondary",
    basePackages = {"com.example.domain.secondary"}
)
public class SecondaryDatabaseConfig {

    @Bean(name = "entityManagerFactorySecondary")
    public LocalContainerEntityManagerFactoryBean getEntityManagerFactorySecondary() {
        // 配置第二个数据源的EntityManagerFactoryBean
    }

    @Bean(name = "transactionManagerSecondary")
    public PlatformTransactionManager getTransactionManagerSecondary(EntityManagerFactory entityManagerFactory) {
        // 配置第二个数据源的JpaTransactionManager
    }
}

通过上述步骤，就可以在Spring Boot应用中实现声明式事务管理了，并且可以根据业务需求配置不同的事务属性。Spring Boot的自动配置功能会根据你添加的依赖和配置来自动配置Spring的事务管理器，从而简化了事务管理的复杂性。

2.编程式事务管理：

通过代码直接管理事务的生命周期，如获取和释放事务资源，提交或回滚事务等。
在Spring Boot中实现编程式事务管理，你需要使用TransactionTemplate类。Spring Boot的自动配置机制会为你配置好事务管理器，但编程式事务管理不会自动应用，你需要显式地在你的代码中使用TransactionTemplate。

以下是在Spring Boot中实现编程式事务管理的步骤：

1. 配置事务管理器

Spring Boot通常会自动配置事务管理器，但如果你想自定义配置，可以在配置类中添加一个PlatformTransactionManager的Bean。例如，如果你使用的是JPA，Spring Boot会默认配置一个JpaTransactionManager。

Java配置示例：

@Configuration
public class DatabaseConfig {

    @Bean
    public LocalContainerEntityManagerFactoryBean entityManagerFactory(EntityManagerFactoryBuilder builder, DataSource dataSource) {
        return builder
                .dataSource(dataSource)
                .packages("com.example.domain") // 指定实体类所在的包
                .persistenceUnit("default")
                .build();
    }

    @Bean
    public PlatformTransactionManager transactionManager(EntityManagerFactory entityManagerFactory) {
        return new JpaTransactionManager(entityManagerFactory);
    }
}

2. 配置TransactionTemplate

在你的配置类或服务类中，创建一个TransactionTemplate的Bean，并注入你之前配置的PlatformTransactionManager。

Java配置示例：

@Service
public class SomeService {

    @Autowired
    private TransactionTemplate transactionTemplate; // Spring Boot会自动注入

    public void someServiceMethod() {
        // 使用TransactionTemplate执行事务
        transactionTemplate.execute(status -> {
            // 这里编写业务逻辑
            // 这些操作将被事务管理
            return null;
        });
    }
}

3. 设置事务属性

通过TransactionTemplate的execute方法，你可以传递一个TransactionStatus的回调。虽然你不能直接设置传播行为和隔离级别，但你可以在事务管理器的配置中设置这些属性。

例如，对于DataSourceTransactionManager，你可以设置默认的隔离级别：

@Bean
public DataSourceTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
    DataSourceTransactionManager transactionManager = new DataSourceTransactionManager(dataSource);
    transactionManager.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED);
    return transactionManager;
}

4. 适应不同的业务场景

读取操作：对于读取操作，如果不需要事务管理，可以使用PROPAGATION_NOT_SUPPORTED或PROPAGATION_NEVER。
写入操作：对于写入操作，默认使用PROPAGATION_REQUIRED。
嵌套事务：对于需要嵌套事务的场景，可以使用PROPAGATION_NESTED。

由于编程式事务管理不使用注解，因此事务的传播行为和隔离级别通常在事务管理器的配置中设置。如果你需要更细粒度的控制，可能需要考虑使用声明式事务管理。
在Spring Boot中，推荐使用声明式事务管理，因为它更符合Spring的编程模型，并且易于使用。编程式事务管理通常用于那些不能使用声明式事务管理的场景。

3.事务的属性

在Spring框架中，事务属性定义了事务的特定行为，包括其传播行为、隔离级别、超时设置、只读标志以及回滚规则。以下是Spring支持的主要事务属性：

1. 传播行为（Propagation Behavior）

REQUIRED：如果存在一个事务，则加入该事务；如果不存在事务，则创建一个新的事务。
SUPPORTS：支持当前事务，如果没有事务则不创建。
MANDATORY：必须在一个事务中，否则抛出异常。
REQUIRES_NEW：总是创建一个新的事务。
NOT_SUPPORTED：不能在事务中执行，如果存在一个活动的事务，则将其挂起。
NESTED：如果支持嵌套事务，就创建一个嵌套事务。如果当前事务存在，则嵌套事务是当前事务的子事务。

2. 隔离级别（Isolation Level）

ISOLATION_DEFAULT：使用后端数据库的默认隔离级别。
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED：读未提交。
ISOLATION_READ_COMMITTED：读已提交。
ISOLATION_REPEATABLE_READ：重复读。
ISOLATION_SERIALIZABLE：串行化。

3. 超时属性（Timeout）

以秒为单位设置事务的超时时间。超过这个时间，事务将被回滚。

4. 只读属性（Read-Only）

标记事务为只读事务，这可以给某些事务管理器提供优化的机会。

5. 回滚规则（Rollback Rules）

定义哪些异常会导致事务回滚。可以使用rollbackFor和noRollbackFor属性指定。

6. Phase（事务的阶段）

指定事务应该在方法的执行阶段（例如，方法调用之前、调用之后、方法返回时或抛出异常时）。

7. 异步执行（Asynchronous Execution）

在某些事务管理器中，可以配置事务的异步执行。

这些属性可以通过编程式事务管理或声明式事务管理来设置。在声明式事务管理中，通常使用@Transactional注解来设置这些属性，而在编程式事务管理中，则通过TransactionDefinition对象来设置。正确配置事务属性对于确保数据的一致性、隔离性和整体事务管理策略至关重要。理解这些属性及其对事务行为的影响是进行事务管理的关键。