Spring事务

一、声明式事务概念

1、事务基本概念

①什么是事务

数据库事务( transaction)是访问并可能操作各种数据项的一个数据库操作序列，这些操作要么全部执行,要么全部不执行，是一个不可分割的工作单位。事务由事务开始与事务结束之间执行的全部数据库操作组成。

②事务的特性

A：原子性(Atomicity)

一个事务(transaction)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环节。事务在执行过程中发生错误，会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样。

C：一致性(Consistency)

事务的一致性指的是在一个事务执行之前和执行之后数据库都必须处于一致性状态。

如果事务成功地完成，那么系统中所有变化将正确地应用，系统处于有效状态。

如果在事务中出现错误，那么系统中的所有变化将自动地回滚，系统返回到原始状态。

I：隔离性(Isolation)

指的是在并发环境中，当不同的事务同时操纵相同的数据时，每个事务都有各自的完整数据空间。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。事务查看数据更新时，数据所处的状态要么是另一事务修改它之前的状态，要么是另一事务修改它之后的状态，事务不会查看到中间状态的数据。

D：持久性(Durability)

指的是只要事务成功结束，它对数据库所做的更新就必须保存下来。即使发生系统崩溃，重新启动数据库系统后，数据库还能恢复到事务成功结束时的状态。

2、编程式事务

事务功能的相关操作全部通过自己编写代码来实现：

Connection conn = ...;
    
try {
    
    // 开启事务：关闭事务的自动提交
    conn.setAutoCommit(false);
    
    // 核心操作
    
    // 提交事务
    conn.commit();
    
}catch(Exception e){
    
    // 回滚事务
    conn.rollBack();
    
}finally{
    
    // 释放数据库连接
    conn.close();
    
}

编程式的实现方式存在缺陷：

• 细节没有被屏蔽：具体操作过程中，所有细节都需要程序员自己来完成，比较繁琐。
• 代码复用性不高：如果没有有效抽取出来，每次实现功能都需要自己编写代码，代码就没有得到复用。

3、声明式事务

既然事务控制的代码有规律可循，代码的结构基本是确定的，所以框架就可以将固定模式的代码抽取出来，进行相关的封装。

封装起来后，我们只需要在配置文件中进行简单的配置即可完成操作。

• 好处1：提高开发效率
• 好处2：消除了冗余的代码
• 好处3：框架会综合考虑相关领域中在实际开发环境下有可能遇到的各种问题，进行了健壮性、性能等各个方面的优化

所以，我们可以总结下面两个概念：

• 编程式：自己写代码实现功能
• 声明式：通过配置让框架实现功能

二、基于注解的声明式事务

1、准备工作

①添加配置

在beans.xml添加配置

<context:component-scan base-package="com.atguigu.spring6">context:component-scan>

②创建表

CREATE TABLE `t_book` (
  `book_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `book_name` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '图书名称',
  `price` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '价格',
  `stock` int(10) unsigned DEFAULT NULL COMMENT '库存（无符号）',
  PRIMARY KEY (`book_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8;
insert  into `t_book`(`book_id`,`book_name`,`price`,`stock`) values (1,'斗破苍穹',80,100),(2,'斗罗大陆',50,100);
CREATE TABLE `t_user` (
  `user_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `username` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '用户名',
  `balance` int(10) unsigned DEFAULT NULL COMMENT '余额（无符号）',
  PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;
insert  into `t_user`(`user_id`,`username`,`balance`) values (1,'admin',50);

③创建组件

创建BookController：

package com.atguigu.spring6.controller;

@Controller
public class BookController {

    @Autowired
    private BookService bookService;

    public void buyBook(Integer bookId, Integer userId){
        bookService.buyBook(bookId, userId);
    }
}

创建接口BookService：

package com.atguigu.spring6.service;
public interface BookService {
    void buyBook(Integer bookId, Integer userId);
}

创建实现类BookServiceImpl：

package com.atguigu.spring6.service.impl;
@Service
public class BookServiceImpl implements BookService {

    @Autowired
    private BookDao bookDao;

    @Override
    public void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {
        //查询图书的价格
        Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);
        //更新图书的库存
        bookDao.updateStock(bookId);
        //更新用户的余额
        bookDao.updateBalance(userId, price);
    }
}

创建接口BookDao：

package com.atguigu.spring6.dao;
public interface BookDao {
    Integer getPriceByBookId(Integer bookId);

    void updateStock(Integer bookId);

    void updateBalance(Integer userId, Integer price);
}

创建实现类BookDaoImpl：

package com.atguigu.spring6.dao.impl;
@Repository
public class BookDaoImpl implements BookDao {

    @Autowired
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Override
    public Integer getPriceByBookId(Integer bookId) {
        String sql = "select price from t_book where book_id = ?";
        return jdbcTemplate.queryForObject(sql, Integer.class, bookId);
    }

    @Override
    public void updateStock(Integer bookId) {
        String sql = "update t_book set stock = stock - 1 where book_id = ?";
        jdbcTemplate.update(sql, bookId);
    }

    @Override
    public void updateBalance(Integer userId, Integer price) {
        String sql = "update t_user set balance = balance - ? where user_id = ?";
        jdbcTemplate.update(sql, price, userId);
    }
}

2、测试无事务情况

①创建测试类

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.test.context.junit.jupiter.SpringJUnitConfig;

@SpringJUnitConfig(locations = "classpath:beans.xml")
public class TxByAnnotationTest {

    @Autowired
    private BookController bookController;

    @Test
    public void testBuyBook(){
        bookController.buyBook(1, 1);
    }

}

②模拟场景

用户购买图书，先查询图书的价格，再更新图书的库存和用户的余额

假设用户id为1的用户，购买id为1的图书

用户余额为50，而图书价格为80

购买图书之后，用户的余额为-30，数据库中余额字段设置了无符号，因此无法将-30插入到余额字段

此时执行sql语句会抛出SQLException

③观察结果

因为没有添加事务，图书的库存更新了，但是用户的余额没有更新

显然这样的结果是错误的，购买图书是一个完整的功能，更新库存和更新余额要么都成功要么都失败

3、加入事务

①添加事务配置

在spring配置文件中引入tx命名空间

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
       http://www.springframework.org/schema/context
       http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
       http://www.springframework.org/schema/tx
       http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd">

在Spring的配置文件中添加配置：

<bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
    <property name="dataSource" ref="druidDataSource">property>
bean>



<tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager" />

②添加事务注解

因为service层表示业务逻辑层，一个方法表示一个完成的功能，因此处理事务一般在service层处理

在BookServiceImpl的buybook()添加注解@Transactional

③观察结果

由于使用了Spring的声明式事务，更新库存和更新余额都没有执行

4、@Transactional注解标识的位置

@Transactional标识在方法上，则只会影响该方法

@Transactional标识的类上，则会影响类中所有的方法

5、事务属性：只读

①介绍

对一个查询操作来说，如果我们把它设置成只读，就能够明确告诉数据库，这个操作不涉及写操作。这样数据库就能够针对查询操作来进行优化。

②使用方式

@Transactional(readOnly = true)
public void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {
    //查询图书的价格
    Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);
    //更新图书的库存
    bookDao.updateStock(bookId);
    //更新用户的余额
    bookDao.updateBalance(userId, price);
    //System.out.println(1/0);
}

③注意

对增删改操作设置只读会抛出下面异常：

Caused by: java.sql.SQLException: Connection is read-only. Queries leading to data modification are not allowed

6、事务属性：超时

①介绍

事务在执行过程中，有可能因为遇到某些问题，导致程序卡住，从而长时间占用数据库资源。而长时间占用资源，大概率是因为程序运行出现了问题（可能是Java程序或MySQL数据库或网络连接等等）。此时这个很可能出问题的程序应该被回滚，撤销它已做的操作，事务结束，把资源让出来，让其他正常程序可以执行。

概括来说就是一句话：超时回滚，释放资源。

②使用方式

//超时时间单位秒
@Transactional(timeout = 3)
public void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    //查询图书的价格
    Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);
    //更新图书的库存
    bookDao.updateStock(bookId);
    //更新用户的余额
    bookDao.updateBalance(userId, price);
    //System.out.println(1/0);
}

③观察结果

执行过程中抛出异常：

org.springframework.transaction.TransactionTimedOutException: Transaction timed out: deadline was Fri Jun 04 16:25:39 CST 2022

7、事务属性：回滚策略

①介绍

声明式事务默认只针对运行时异常回滚，编译时异常不回滚。

可以通过@Transactional中相关属性设置回滚策略

• rollbackFor属性：需要设置一个Class类型的对象

• rollbackForClassName属性：需要设置一个字符串类型的全类名

• noRollbackFor属性：需要设置一个Class类型的对象

• rollbackFor属性：需要设置一个字符串类型的全类名

②使用方式

@Transactional(noRollbackFor = ArithmeticException.class)
//@Transactional(noRollbackForClassName = "java.lang.ArithmeticException")
public void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {
    //查询图书的价格
    Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);
    //更新图书的库存
    bookDao.updateStock(bookId);
    //更新用户的余额
    bookDao.updateBalance(userId, price);
    System.out.println(1/0);
}

③观察结果

虽然购买图书功能中出现了数学运算异常（ArithmeticException），但是我们设置的回滚策略是，当出现ArithmeticException不发生回滚，因此购买图书的操作正常执行

8、事务属性：隔离级别

①介绍

数据库系统必须具有隔离并发运行各个事务的能力，使它们不会相互影响，避免各种并发问题。一个事务与其他事务隔离的程度称为隔离级别。SQL标准中规定了多种事务隔离级别，不同隔离级别对应不同的干扰程度，隔离级别越高，数据一致性就越好，但并发性越弱。

隔离级别一共有四种：

• 读未提交：READ UNCOMMITTED

  允许Transaction01读取Transaction02未提交的修改。

• 读已提交：READ COMMITTED、

  要求Transaction01只能读取Transaction02已提交的修改。

• 可重复读：REPEATABLE READ

  确保Transaction01可以多次从一个字段中读取到相同的值，即Transaction01执行期间禁止其它事务对这个字段进行更新。

• 串行化：SERIALIZABLE

  确保Transaction01可以多次从一个表中读取到相同的行，在Transaction01执行期间，禁止其它事务对这个表进行添加、更新、删除操作。可以避免任何并发问题，但性能十分低下。

各个隔离级别解决并发问题的能力见下表：

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
READ UNCOMMITTED	有	有	有
READ COMMITTED	无	有	有
REPEATABLE READ	无	无	有
SERIALIZABLE	无	无	无

各种数据库产品对事务隔离级别的支持程度：

隔离级别	Oracle	MySQL
READ UNCOMMITTED	×	√
READ COMMITTED	√(默认)	√
REPEATABLE READ	×	√(默认)
SERIALIZABLE	√	√

②使用方式

@Transactional(isolation = Isolation.DEFAULT)//使用数据库默认的隔离级别
@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)//读未提交
@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)//读已提交
@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)//可重复读
@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)//串行化

8、事务属性：传播行为

概述：当我们遇到如下代码，ServiceA中注入ServiceB,两个类都具有事务，此时在ServiceA中调用ServiceB的方法，此时B的事务被传到了A，这样就形成了事务的传播，内层向外层传播

@Service
public class ServiceA{
	@Autowired
	private ServiceB serviceB;
	public void order(){
		yyy();
		serviceB.xxx();
		zzz();
	}
}

因为两个Service都存在事务，所以生成的sql语句可能可能如下：
外层为事务A，内层为事务B

1 Begin;
2	update yyy;
3		------两个事务的分界线-------
4			begin;
5				update xxx;
6			commit;
7		------两个事务的分界线-------
8	update zzz;
9 commit;

但是在mysql中是不支持嵌套事务的，在第4行，开启内层事务时，外层的事务就会被直接提交，第8行就会以无事务的方式执行。

所以为了解决这种情况，我们可以对这个业务做一些微调。

情况① 融入外层事务

外层事务可以替代内层事务
直接去除内层事务，将内层事务融入到外层事务，代码如下：

1 Begin;
2	update yyy;
3		------两个事务的分界线-------
4			//begin;
5				update xxx;
6			//commit;
7		------两个事务的分界线-------
8	update zzz;
9 commit;

情况② 挂起外层事务

外层事务和内层事务必须是独立的，彼此隔离不能受到相互的影响。
挂起外层事务，再创建一个数据库连接让内层事务独立于事务A运行。

1 Begin;
2	update yyy;
3		------两个事务的分界线-------
4			begin;
5				update xxx;
6			commit;
7		------两个事务的分界线-------
8	update zzz;
9 commit;

情况③ 模拟嵌套事务

嵌套事务，mysql是不支持嵌套事务，但是可以使用保存点来模拟，代码如下：

begin;
	update mystudent set score = 100 where id =1;
	SAVEPOINT a;
		update mystudent set score = 100 where id = 3;
		update mystudent set score = 100 where id = 4;
		--如果以上的代码有问题，则回滚到保存点
	ROLLBACK to a;
	--后面的事务不会受到影响
	update mystudent set score = 100 where id = 2;
commit;

spring的传播行为

结合上面的三种情况，以及java中的异常，spring为我们提供了7种传播行为

• PROPAGATION_REQUIRED: 表示被修饰的当前方法必须运行在事务中，如果当前方法存在事务，那么当前方法就运行在这个事务。如果当前方法没有事务，而外层有事务，则当前方法运行在外层事务中。如果当前方法没有事务、外层也没有事务，则新建一个当前方法的事务。
• PROPAGATION_SUPPORTS: 表示被修饰的方法不需要事务，如果外层有事务，就融入到外层的事务中运行。如果外层没有事务，则以非事务的方式运行。
• PROPAGATION_MADATORY: (强制性的)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_REQUIRES_NEW: 表示被修饰的方法必须运行在自己的事务中，如果被修饰的方法有事务且外层也有事务，则当前方法运行在自己的事务中，并将外层的事务挂起。
• PROPAGATION_NOT_SUPPORT： 表示被修饰的方法不支持事务，如果当前方法的外层存在事务，则当前方法运行期间，外层的事务被挂起。
• PROPAGATION_NEVERl: 被修饰的方法不会运行在事务中，如果外层有事务，则抛出异常
• PROPAGATION_NESTED: 嵌套的，就是情况③