Spring事务传播机制和隔离级别

Spring有5种隔离级别，7种传播行为。这是面试常问的内容，也是代码中经常碰到的知识点。这些知识枯燥而且乏味，其中有些非常的绕。如果栽在这上面，就实在是太可惜了。

在一些事务的基础上，再探讨几个容易淡忘的概念，从源码层面找原因，加深我们的理解，问题大概包括：

1.Spring的事务和数据库的事务隔离是一个概念么？
2.Spring是如何实现事务的？
3.事务隔离机制都有哪些？
4.事务传播机制都有哪些？
5.查询语句需要开事务么？
6.private方法加事务注解有用么？

1、Spring的事务和数据库的事务隔离是一个概念么？

先来第一个问题，Spring的事务隔离级别和数据的事务隔离级别，是一回事么？
其实，数据库一般只有4种隔离机制，Spring抽象出一种default，根据数据设置来变动。

1.read uncommitted（未提交读）
2.read committed（提交读、不可重复读）
3.repeatable read（可重复读）
4.serializable（可串行化）
5.default （PlatformTransactionManager默认的隔离级别，使用的就是数据库默认的）

这是因为，Spring只提供统一事务管理接口，具体实现都是由各数据库自己实现（如MySQL）。Spring会在事务开始时，根据当前环境中设置的隔离级别，调整数据库隔离级别，由此保持一致。在DataSourceUtils文件中，代码详细的输出了这个过程。

// Apply specific isolation level, if any.
Integer previousIsolationLevel = null;
if (definition != null && definition.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT) {
	if (logger.isDebugEnabled()) {
		logger.debug("Changing isolation level of JDBC Connection [" + con + "] to " +
				definition.getIsolationLevel());
	}
	int currentIsolation = con.getTransactionIsolation();
	if (currentIsolation != definition.getIsolationLevel()) {
		previousIsolationLevel = currentIsolation;
		con.setTransactionIsolation(definition.getIsolationLevel());
	}
}

结论：三种情况:

1. 如果Spring没有指定事务隔离级别，则会采用数据库默认的事务隔离级别；
2. 当Spring指定了事务隔离级别，则会在代码里将事务隔离级别修改为指定值；
3. 当数据库不支持这种隔离级别，效果则以数据库的为准（比如采用了MyISAM引擎）

我们会使用如下的方式进行声明。如果不是有性能和需求问题，就不要瞎改。事务处理弄不好是会锁表的，而锁表在大并发的情况下是会死人的。

@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)

2、Spring事务的7种传播机制

只要写代码，代码总会存在嵌套，或者循环，造成了事务的嵌套或者循环。那么事务在这些情况下，根据配置会有不同的反应。

1. REQUIRED
   这是默认的。表示当前方法必须在一个具有事务的上下文中运行，如有客户端有事务在进行，那么被调用端将在该事务中运行，否则的话重新开启一个事务。（如果被调用端发生异常，那么调用端和被调用端事务都将回滚）
2. REQUIRE_NEW
   表示当前方法必须运行在它自己的事务中。如果存在当前事务，在该方法执行期间，当前事务会被挂起
3. NESTED
   如果当前方法正有一个事务在运行中，则该方法应该运行在一个嵌套事务中，被嵌套的事务可以独立于被封装的事务中进行提交或者回滚。如果封装事务存在，并且外层事务抛出异常回滚，那么内层事务必须回滚，反之，内层事务并不影响外层事务。如果封装事务不存在，则同required的一样
4. SUPPORTS
   表示当前方法不必需要具有一个事务上下文，但是如果有一个事务的话，它也可以在这个事务中运行
5. NOT_SUPPORTED
   表示该方法不应该在一个事务中运行。如果有一个事务正在运行，他将在运行期被挂起，直到这个事务提交或者回滚才恢复执行
6. MANDATORY
   表示当前方法必须在一个事务中运行，如果没有事务，将抛出异常
7. NEVER
   表示当方法务不应该在一个事务中运行，如果存在一个事务，则抛出异常

一般用得比较多的是REQUIRED ， REQUIRES_NEW，用到其他的，你就要小心了，搞懂再用。
最怕如果这俩字了，它会将事情搞的很复杂，尤其是代码量大的时候，你永远不知道你写的service会被谁用到。这就很尴尬了。
我们会采用下面的方式进行声明。鉴于Spring的事务传播非常的绕，如果功能满足需求，那么就用默认的就好，否则会引起不必要的麻烦。

@Transactional(propagation=Propagation.REQUIRED) 

3、事务传播机制是怎么实现的？

事务传播机制看似神奇，实际上是使用简单的ThreadLocal的机制实现的。所以，如果调用的方法是在新线程调用的，事务传播实际上是会失效的。这不同于我们以前讲到的透传，Spring并没有做这样的处理。
所以事务传播机制，只有翻一遍源代码，才能印象深刻。仅靠文字去传播，很多东西会变得不可描述。

如图，PlatformTransactionManager只有简单的三个抽象接口，定义了包含JDBC在内的Spring所有的事务操作。

我们平常说的JDBC，只是占到其中一部分。
实现的方式，依然是使用AOP来实现的，具体的实现类是由TransactionAspectSupport来实现的。可以看到，代码定义了一个叫做transactionInfoHolder的ThreadLocal变量，当用到它的时候，就能够确保在同一个线程下，获取的变量是一致的。

/**
    * Holder to support the {@code currentTransactionStatus()} method,
	* and to support communication between different cooperating advices
	* (e.g. before and after advice) if the aspect involves more than a
	* single method (as will be the case for around advice).
*/
private static final ThreadLocal<TransactionInfo> transactionInfoHolder =
		new NamedThreadLocal<>("Current aspect-driven transaction");

具体的业务逻辑，是在invokeWithinTransaction中实现的。如果你继续向下跟踪的话，会找到AbstractPlatformTransactionManager类中的getTransaction方法。

@Override
public final TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition)
		throws TransactionException {

	// Use defaults if no transaction definition given.
	TransactionDefinition def = (definition != null ? definition : TransactionDefinition.withDefaults());

	Object transaction = doGetTransaction();
	boolean debugEnabled = logger.isDebugEnabled();

	if (isExistingTransaction(transaction)) {
		// Existing transaction found -> check propagation behavior to find out how to behave.
		return handleExistingTransaction(def, transaction, debugEnabled);
	}

	// Check definition settings for new transaction.
	if (def.getTimeout() < TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) {
		throw new InvalidTimeoutException("Invalid transaction timeout", def.getTimeout());
	}

	// No existing transaction found -> check propagation behavior to find out how to proceed.
	if (def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY) {
		throw new IllegalTransactionStateException(
				"No existing transaction found for transaction marked with propagation 'mandatory'");
	}
	else if (def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED ||
			def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW ||
			def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) {
		SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(null);
		if (debugEnabled) {
			logger.debug("Creating new transaction with name [" + def.getName() + "]: " + def);
		}
		try {
			return startTransaction(def, transaction, debugEnabled, suspendedResources);
		}
		catch (RuntimeException | Error ex) {
			resume(null, suspendedResources);
			throw ex;
		}
	}
	else {
		// Create "empty" transaction: no actual transaction, but potentially synchronization.
		if (def.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT && logger.isWarnEnabled()) {
			logger.warn("Custom isolation level specified but no actual transaction initiated; " +
					"isolation level will effectively be ignored: " + def);
		}
		boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);
		return prepareTransactionStatus(def, null, true, newSynchronization, debugEnabled, null);
	}
}

不用我做过多解释了吧，一切明显的逻辑，都在代码里。事务就是在这里创建的。

4、查询方法可以不开启事务么？

事务有个readonly，控制了事务的只读属性，和事务是否开启没半毛钱关系。
在以前的一篇文章中，谈到通过设置readonly属性来控制语句的路由：”MySQL官方驱动“主从分离的神秘面纱（扫盲篇），这其中就用到了事务的其中一个属性readonly，它最终是体现在数据库连接层面的。

connection.setReadOnly(true);

在Spring中的使用方式如下：

@Transactional(readOnly=true)

值得注意的是，这个属性设置之后，并不是每个底层的数据库都支持。中间层的ORM或者驱动，也可能会拿这个属性做一些文章，所以与其说这个readonly是功能性的，不如说是一种暗示。
拿MySQL来说，有两种提交模式：

SET AUTOCOMMIT=0 禁止自动提交
SET AUTOCOMMIT=1 开启自动提交

这都是实打实的SQL语句，所以如果开启了事务，AUTOCOMMIT要为false。我们可以看到Spring做了以下几个操作。

con.setAutoCommit(false);

如果是只读事务，还不忘手动设置一下。

if (isEnforceReadOnly() && definition.isReadOnly()) {
	try (Statement stmt = con.createStatement()) {
		stmt.executeUpdate("SET TRANSACTION READ ONLY");
	}
}

这种操作是很昂贵的，如果不加Transaction注解，默认是不开启事务的。单条的查询语句也是没有必要开启事务的，数据库默认的配置就能满足需求。
但如果你一次执行多条查询语句，例如统计查询，报表查询，在这种场景下，多条查询SQL必须保证整体的读一致性，否则，在前条SQL查询之后，后条SQL查询之前，数据被其他用户改变，就会造成数据的前后不一。也仅有在这种情况下，要开启读事务。

5、private方法加事务注解有用么？

@Transaction注解加在private上，并没有什么卵用。
这倒不是事务处理的代码去写的特性。由于事务的这些功能，是通过AOP方式强加进去的，所以受收到动态代理的控制。
private和final修饰的方法，不会被代理。
但是，你却可以把private方法放在带有事务功能的public方法里。这样，它看起来也有了事务的一些功能特性，但它并没有。

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