Spring Data之@Transactional事務傳播和隔離級别

概述

簡單地說，如果我們有一個callMethod方法，并将其标記為@Transactional，Spring建立代理或操縱類位元組代碼，以管理事務的建立、送出和復原，僞代碼如下：

createTransactionIfNecessary();
try {
    callMethod();
    commitTransactionAfterReturning();
} catch (exception) {
    completeTransactionAfterThrowing();
    throw exception;
}           

事務傳播(Propagation)

傳播定義了業務邏輯的事務邊界。Spring根據事務傳播的設定來啟動和暫停事務。Spring調用TransactionManager::getTransaction根據傳播屬性擷取或建立事務。

• REQUIRED

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public void requiredExample(String user) { 
    // ... 
}           

REQUIRED是預設傳播。Spring檢查是否存在活動事務，如果不存在，則建立一個新事務。否則，業務邏輯将附加到目前活動事務。僞代碼：

if (isExistingTransaction()) {
    if (isValidateExistingTransaction()) {
        validateExisitingAndThrowExceptionIfNotValid();
    }
    return existing;
}
return createNewTransaction();           

• SUPPORTS

@Transactional(propagation = Propagation.SUPPORTS)
public void supportsExample(String user) { 
    // ... 
}           

對于SUPPORTS，Spring首先檢查是否存在活動事務。如果存在事務，則将使用現有事務。如果沒有事務，則執行非事務。僞代碼：

if (isExistingTransaction()) {
    if (isValidateExistingTransaction()) {
        validateExisitingAndThrowExceptionIfNotValid();
    }
    return existing;
}
return emptyTransaction;           

• MANDATORY

@Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY)
public void mandatoryExample(String user) { 
    // ... 
}           

當傳播為MANDATORY時，如果存在活動事務，則将使用它。如果沒有活動事務，則Spring抛出異常。僞代碼：

if (isExistingTransaction()) {
    if (isValidateExistingTransaction()) {
        validateExisitingAndThrowExceptionIfNotValid();
    }
    return existing;
}
throw IllegalTransactionStateException;           

• NEVER

@Transactional(propagation = Propagation.NEVER)
public void neverExample(String user) { 
    // ... 
}           

對于NEVER傳播的事務邏輯，如果存在活動事務，Spring将抛出異常。僞代碼：

if (isExistingTransaction()) {
    throw IllegalTransactionStateException;
}
return emptyTransaction;           

• NOT_SUPPORTED

@Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
public void notSupportedExample(String user) { 
    // ... 
}           

如果目前事務存在，則Spring先将其挂起，然後在沒有事務的情況下執行業務邏輯。

• REQUIRES_NEW

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void requiresNewExample(String user) { 
    // ... 
}           

當傳播為REQUIRES_NEW時，Spring将挂起目前事務（如果存在），然後建立一個新事務。僞代碼：

if (isExistingTransaction()) {
    suspend(existing);
    try {
        return createNewTransaction();
    } catch (exception) {
        resumeAfterBeginException();
        throw exception;
    }
}
return createNewTransaction();           

• NESTED

@Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
public void nestedExample(String user) { 
    // ... 
}           

對于NESTED傳播，Spring檢查事務是否存在，如果存在，則标記儲存點。這意味着如果業務邏輯執行抛出異常，那麼事務将復原到此儲存點。如果沒有活動事務，則工作方式與REQUIRED類似。

事務隔離

事務隔離是ACID屬性之一：原子性、一緻性、隔離性和持久性。隔離描述了并發事務所應用的更改如何彼此可見。

每個隔離級别都可以防止對事務産生零或多個并發副作用。

• 髒讀：讀取并發事務的未送出更改
• 不可重複讀取：如果并發事務更新同一行并送出，則在重新讀取行時獲得不同的值
• 幻讀：如果另一個事務添加或删除範圍中的某些行并送出，則在重新執行範圍查詢後擷取不同的行

@Transactional::isolation設定事務的隔離級别有以下五個枚舉：DEFAULT、READ_UNCOMMITTED、READ_COMMITED、REPEATABLE_READ、SERIALIZABLE。

• Spring隔離管理

預設隔離級别為DEFAULT。是以，當Spring建立新事務時，隔離級别将是RDBMS的預設隔離級别。是以，如果此時更改資料庫，需要小心。

當調用具有不同隔離度的方法鍊時，也應該考慮這些情況。在正常流程中，隔離僅在建立新事務時适用。是以，如果出于任何原因，我們不想讓一個方法以不同的隔離方式執行，必須将TransactionManager::setValidateExistingTransaction設定為true。

事務驗證僞代碼如下：

if (isolationLevel != ISOLATION_DEFAULT) {
    if (currentTransactionIsolationLevel() != isolationLevel) {
        throw IllegalTransactionStateException
    }
}           

• READ_UNCOMMITED

@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)
public void log(String message) {
    // ...
}           

READ_UNCOMMITTED是最低的隔離級别，允許最多的并發通路。

是以，它受到了上述三種并發副作用的影響。具有此隔離的事務讀取其他并發事務的未送出資料。此外，不可重複讀和幻讀都可能發生，在重新讀取行或重新執行範圍查詢時可能獲得不同的結果。

Postgres不支援READ_UNCOMMITTED隔離，而是傳回到READ_COMMITED。此外，Oracle不支援或不允許READ_UNCOMMITTED。

• READ_COMMITED

@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)
public void log(String message){
    // ...
}           

第二級别隔離READ_COMMITTED防止髒讀。其他并發副作用仍然可能發生。

是以，并發事務中未送出的更改對我們沒有影響，但如果事務送出了其更改，結果可能會通過重新查詢而改變。

READ_COMMITED是Postgres、SQL Server和Oracle的預設級别。

• REPEATABLE_READ

@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ) 
public void log(String message){
    // ...
}           

第三級别隔離REPEATABLE_READ可防止髒讀和不可重複讀。

是以，我們不受并發事務中未送出的更改的影響。當我們重新查詢一行時，我們不會得到不同的結果。然而，在重新執行範圍查詢時，我們可能會得到新添加或删除的行。

此外，這是防止丢失更新所需的最低級别。當兩個或多個并發事務讀取并更新同一行時，會發生丢失的更新。REPEATABLE_READ根本不允許同時通路一行。是以，丢失的更新不會發生。

REPEATABLE_READ是Mysql中的預設級别。Oracle不支援REPEATABLE_READ。

• SERIALIZABLE

@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)
public void log(String message){
    // ...
}           

SERIALIZABLE是最進階别的隔離。它可以防止所有提到的并發副作用，但可以導緻最低的并發通路率，因為是按順序執行并發調用。

結論

本文詳細探讨了@Transaction的傳播特性，并發副作用和隔離級别。一般情況下使用預設事務屬性即可，具體配置需要從實際的業務場景涉及的并發事務場景去考慮。