5. 数据库事务

女爷i 2023-06-27 15:58 3阅读 0赞

## 5. 数据库事务 ##

> 在互联网数据库的使用中,对于那些电商和金融网站,最关注的内容毫无疑问就是数据库事务,  
> 因为对于热门商品的交易和库存以及金融产品的金额,是不允许发生错误的。但是它们面临的问题是,热门商品或者金融产品上线销售瞬间可能面对的高并发场景。例如,一款低门槛且高利率的金融产品事先宣布在第二天9点发布进入抢购的阶段,那么该网站成千上万的会员会在第二天9点前打开手机、平板电脑和电脑准备疯狂地抢购,在产品发布的瞬间会有大量的请求到达服务器,这时候因为存在高并发,所以数据库的数据将在一个多事务的场景下运行,在没有采取一定手段的情况下就会造成数据的不一致。与此同时,网站也面临巨大的性能压力。面对这样的高并发场景,掌握数据库事务机制是至关重要的,它能够帮助我们在一定程度上保证数据的一致性,并且有效提高系统性能,避免系统产生宕机,这对于互联网企业应用的成败是至关重要的

对于一些业务网站而言,产品库存的扣减、交易记录以及账户都必须是要么同时成功,要么同时失败,这便是一种事务机制,对于这样的机制数据库给予了支持。而在一些特殊的场景下,如个批处理,它将处理多个交易,但是在一些交易中发生了异常,这个时候则不能将所有的交易都回滚。如果所有的交易都回滚,那么那些本能够正常处理的业务也无端地被回滚了,这显然不是我们所期待的结果。通过 Spring的数据库事务传播行为,可以很方便地处理这样的场景。

### 5.1 Spring处理事务的约定 ###

Spring中的事务处理在之前简单说过，使用AOP的方式将事务具体代码隐藏起来了，业务代码只需要设置连接点（方法）并使用@Transactionnal声明该方法或该类，表示该方法需要使用事务处理。这时该方法内的所有SQL功能都接入了事务处理流程。

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1.  @Transactionnal用户方法上  
    该方法内所有功能加入事务处理流程
2.  @Transactionnal用于类  
    该类下的所有非静态公共方法加入事务处理流程。可以应用于接口，也可应用于实现类。推荐应用于实现类中。当应用于接口时，只有当使用接口进行动态代理时才会生效，直接使用其实现类是无效的。之前说到Spring可以使用JDK代理和CGLIB代理，在CGLIB代理时@Transactional无效。

### 5.2 @Transactionnal的配置项 ###

先看其源代码

@Target({
        ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Inherited
    @Documented
    public @interface Transactional {
        
        //通过bean name指定事务管理器
        @AliasFor("transactionManager")
        String value() default "";
    	//同value属性
        @AliasFor("value")
        String transactionManager() default "";
    	//指定传播行为
        Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;
    	//指定隔离级别
        Isolation isolation() default Isolation.DEFAULT;
    	//指定超时时间
        int timeout() default -1;
    	//是否只读事务
        boolean readOnly() default false;
    	//方法在发生指定异常时回滚，默认是所有异常都回滚
        Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {
        };
    	//方法在发生指定异常名称时回滚
        String[] rollbackForClassName() default {
        };
    	//方法在发生指定异常时不回滚
        Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {
        };
    	//方法在发生指定异常名称时不回滚
        String[] noRollbackForClassName() default {
        };
    }

propagation和isolation比较难理解，也是最为重要的部分。

### 5.3 事务管理器 ###

在Spring中，事务的打开、回滚和提交是事务管理器来完成的。事务管理器的顶层接口是PlatFormTranscationManager。Spring还提供了一系列的接口和类。如下。

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Lls4XOOr-1578369535294)(C:\\Users\\mxlei\\AppData\\Roaming\\Typora\\typora-user-images\\image-20200106160950123.png)\]

当引入其他框架时，还会有其他的事务管理器类，如Hibernate时，有HibernateTransactionManager与之对应。先看PlatformTransactionManager的源码。

public interface PlatformTransactionManager extends TransactionManager {
        
    	//获取事务，设置数据属性
    	TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition)
    			throws TransactionException;
    	//提交事务
    	void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    	//回滚事务
    	void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    }

Spring在事务管理时，将这些方法织入对应的流程中，其中getTransaction方法的参数是一个事务定义器（TransactionDefinition），它依赖于我们配置@Transctionnal的配置生成的，通过它就能够设置事务的属性了。

在Springboot中，当依赖了mybatis-spring-boot-starter后，默认有DataSourceTransactionManager作为事务管理器。当依赖了spring-boot-starter-data-jpa后，默认有JpaTransactionManager作为事务管理器。我们一般不需要自己创建事务管理器，使用默认的即可。

### 5.4 隔离级别（Isolation） ###

**    这里简单介绍，具体详细内容参考《深入浅出Springboot2.x》6.5节**

作为互联网开发人员,在开发高并发业务时需要时刻记住隔离级别可能发生的各种概念和相关的现象,这是数据库事务的核心内容之一,也是互联网企业关注的重要内容之一。追求更高的隔离级别,它能更好地保证了数据的一致性,但是也要付出锁的代价。有了锁,就意味着性能的丢失,而且隔离级别越高,性能就越是直线地下降。所以我们在选择隔离级别时,要考虑的不单单是数据致性的问题,还要考虑系统性能的问题。例如,一个高并发抢购的场景,如果采用串行化隔离级别,能够有效避免数据的不一致性,但是这样会使得并发的各个线程挂起,因为只有一个线程可以操作数据,这样就会出现大量的线程挂起和恢复,导致系统缓慢。而后续的用户要得到系统响应就需要等待很长的时间,最终因为响应缓慢,而影响他们的忠诚度。

所以在现实中一般而言,选择隔离级别会以读写提交为主,它能够防止脏读,而不能避免不可重复读和幻读。为了克服数据不一致和性能问题,程序开发者还设计了乐观锁,甚至不再使用数据库而使用其他的手段。例如,使用 Redis作为数据载体,这些内容我们会在后续章节谈及。对于隔离级别,不同的数据库的支持也是不一样的。例如, Oracle只能支持读写提交和串行化,而 MySQL则能够支持4种,对于 Oracle默认的隔离级别为读写提交, MySQL则是可重复读,这些需要根据具体数据库来决定。

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Springboot中配置事务隔离级别很简单，如下

@Transactional(isolation=Isolation.SERIALIZABLE)
    public int inserUser(User user){
        
        return userDao.insertUser(user);
    }

一个一个的配置隔离级别很麻烦，Springboot提供了统一配置。在application.properties中添加

# 数据库隔离级别配置
    # -1默认，1未提交读，2读写提交，4可重复读，8串行化
    # tomcat数据源默认隔离级别
    spring.datasource.tomcat.default-transaction-isolation=2
    # dhcp2数据库连接池默认隔离级别
    spring.datasource.dbcp2.default-transaction-isolation=2

### 5.5 传播行为(Propagation) ###

通过事务的隔离配置可以让事务的根据我们的需要隔离运行。但是当一个事务需要处理多个独立子任务时，一个子任务的失败会导致全部子任务回滚，这是不合理的。由于每个子任务是独立的，当某个子任务失败时只需要归滚自身就行了。事务的传播行为的引入可以解决这个问题。

传播行为是指事务的子任务也可以是一个事务，事务的的隔离级别可以传递，也可以改变。

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事务的传播行为使用可以配置为以下。

public enum Propagation {
        
    
    	/**
    	 * 需要事务，也是默认的传播行为。如果当前存在事务则沿用当前事务，否则创建一个新事务运行子方法
    	 */
    	REQUIRED(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED),
    	/*
    	 * 支持事务，若当前存在事务则沿用，否则无事务运行
    	 */
    	SUPPORTS(TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS),
    	/*
    	 * 强制事务，若当前存在事务则沿用，否则抛出异常
    	 */
    	MANDATORY(TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY),
        /*
         * 需要新事务，无论当前是否存在事务，都以新事务运行
         */
    	REQUIRES_NEW(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW),
    	/*
    	 * 不支持事务，若当前存在事务，将挂起事务，以无事务运行
    	 */
    	NOT_SUPPORTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED),
    	/*
    	 * 强制无事务，若当前存在事务，抛出异常，否则无事务运行
    	 */
    	NEVER(TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER),
    	/*
    	 * 嵌套事务，若子方法出现异常，只回滚该子方法的SQL，不回滚当前方法的事务
    	 */
    	NESTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED);
    	private final int value;
    	Propagation(int value) {
        
    		this.value = value;
    	}
    	public int value() {
        
    		return this.value;
    	}
    }

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