Transactional注解原理解析

什么是@Transactional? @Transactional是Spring这种用于处理事务的注解，基于拦截器进行commit或rollback

使用例子

下面举一个加了@Transactional注解的方法addUser()，并且调用了另一个隔离级别为NESTED的addUser2()方法

@Service
public class UserService {
    // .. 省略其他
    @Transactional
    public void addUser() {
        userMapper.addItem("nA", "cA");
        // 调用的addUser2()方法是嵌套模式
        ((UserService) applicationContext.getBean(UserService.class)).addUser2();
        userMapper.addItem("nB", "cB");
    }

    @Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
    public void addUser2() {
        userMapper.addItem("nC", "cC");
    }
}
复制代码

执行流程时序图

实际上上面的例子是两个事务。是怎么实现的，见步骤如下

上述例子调用执行步骤

1. 拦截器intercept拦截，由于service类没继承接口，进入CglibAopProxy的intercept拦截器中

2. 调用getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice()方法，然后工厂生成拦截chain集合（拦截器列表）， 然后将拦截器、target等封装成一个对象CglibMethodInvocation，然后调用proceed执行事务逻辑

3. 走到这步，开始执行事务逻辑。通过TransactionInterceptor类执行invokeWithinTransaction()， 然后走到TransactionAspectSupport类（重点类!!含事务处理逻辑）

4. 走到TransactionAspectSupport类，其具体逻辑如下（重点）

• 4.1 getTransaction()获取事务管理器，然后doGetTransaction()获取事务连接上下文。保存线程上下文在ThreadLocal
• 4.2 判断是否存在事务，存在则：

以下是各个隔离级别的处理方式  
- PROPAGATION_NEVER：抛异常
- PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：不加事务
- PROPAGATION_REQUIRES_NEW：创建新事务
- PROPAGATION_NESTED：创建保存点
- PROPAGATION_SUPPORTS 或 PROPAGATION_REQUIRED：合并已有的事务
复制代码

• 4.3 不存在事务走这个逻辑：

以下是各个隔离级别的处理方式  
- PROPAGATION_MANDATORY：抛异常
- PROPAGATION_REQUIRED 或 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 或 PROPAGATION_NESTED：创建一个新事务。会将mysql自动提交关闭，然后标记当前事务开启。
- 其他传播级别：创建一个空事务
复制代码

• 4.4 prepareTransactionInfo()把事务信息TransactionInfo绑定到线程上下文

5. 然后执行invocation.proceedWithInvocation()执行到切面业务代码逻辑，会执行到invokeJoinpoint()真正调用业务代码逻辑 ,就是上面使用例子的逻辑

@Service
public class UserService {
    // .. 省略其他
    @Transactional
    public void addUser() {
        userMapper.addItem("nA", "cA");
        // 调用的addUser2()方法是嵌套模式
        ((UserService) applicationContext.getBean(UserService.class)).addUser2();
        userMapper.addItem("nB", "cB");
    }

    @Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
    public void addUser2() {
        userMapper.addItem("nC", "cC");
    }
}
复制代码

6. 执行完之后回到TransactionAspectSupport，执行commit或rollback逻辑

步骤如下：
[正常执行,提交事务]- 如果有保存点，释放保存点
- 新事务的话，获取数据库连接并提交事务con.commit()

[正常执行,回滚事务]
- 如果有保存点，回滚保存点
- 新事务的话，回滚事务con.rollback()
复制代码

源码流程

class CglibAopProxy implements AopProxy, Serializable {
    // 省略其他逻辑。。。。。
    @Override
    public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        // 调用Gglib动态代理    省略其他逻辑。。。。。
        retVal = new CglibMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain, methodProxy).proceed();
        // 省略其他逻辑。。。。。
    }
}

public abstract class TransactionAspectSupport implements BeanFactoryAware, InitializingBean {
    // 省略其他逻辑。。。。。
    // 创建事务（重要！！！！重要！！！！）
    TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(ptm, txAttr, joinpointIdentification);

    // 创建事务的核心方法====================================
    protected TransactionInfo createTransactionIfNecessary(@Nullable PlatformTransactionManager tm,
                                                           @Nullable TransactionAttribute txAttr, final String joinpointIdentification) {
        // 省略其他逻辑。。。
        TransactionStatus status = null;
        if (txAttr != null) {
            if (tm != null) {
                status = tm.getTransaction(txAttr);
            }
        }
        // prepareTransactionInfo()把事务信息TransactionInfo绑定到线程上下文   省略其他逻辑。。。
        return prepareTransactionInfo(tm, txAttr, joinpointIdentification, status);
    }

    // 获取事务
    public final TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition) {
        // 在spring中，doXxx都是干正事的，所以这里才是调用事务的方法
        Object transaction = doGetTransaction();
        // 处理事务已经存在的情况，比如例子中调用addUser2就会调到这里来
        if (isExistingTransaction(transaction)) {
            return handleExistingTransaction(def, transaction, debugEnabled);
        }
        // 事务超时，默认没超时限制
        if (def.getTimeout() < TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) {
            throw new InvalidTimeoutException("Invalid transaction timeout", def.getTimeout());
        }
        // PROPAGATION_MANDATORY 不允许有事务，有的话直接抛异常
        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) {
            // 走到这步，说明 可以创建新事务的，共三种：PROPAGATION_REQUIRED、PROPAGATION_REQUIRES_NEW、PROPAGATION_NESTED
            SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(null);
            // 省略其他代码。。。。
            return startTransaction(def, transaction, debugEnabled, suspendedResources);
        } else {
            // 创建空事务        Create "empty" transaction: no actual transaction, but potentially synchronization.
            boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);
            return prepareTransactionStatus(def, null, true, newSynchronization, debugEnabled, null);
        }
    }

    // 启动一个新事务（通过上面方法的 startTransaction() 可调用到）
    protected void doBegin(Object transaction, TransactionDefinition definition) {
        DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;// 获取 事务数据源
        Connection con = null;
        try {
            if (!txObject.hasConnectionHolder() ||
                    txObject.getConnectionHolder().isSynchronizedWithTransaction()) {
                Connection newCon = obtainDataSource().getConnection();
                if (logger.isDebugEnabled()) {
                    logger.debug("Acquired Connection [" + newCon + "] for JDBC transaction");
                }
                // 没有数据库连接connection，就创建一个新的放进去
                txObject.setConnectionHolder(new ConnectionHolder(newCon), true);
            }
            // 设置事务同步，并且获取 数据库connection，并设置其他参数
            txObject.getConnectionHolder().setSynchronizedWithTransaction(true);
            con = txObject.getConnectionHolder().getConnection();
            Integer previousIsolationLevel = DataSourceUtils.prepareConnectionForTransaction(con, definition);
            txObject.setPreviousIsolationLevel(previousIsolationLevel);
            txObject.setReadOnly(definition.isReadOnly());
            // 如果当前mysql开启了自动提交，关闭mysql自动提交，并且给当前事务对象autoCommit提交设置为true（就是改为当前spring自己控制）
            if (con.getAutoCommit()) {
                txObject.setMustRestoreAutoCommit(true);
                con.setAutoCommit(false);
            }
            prepareTransactionalConnection(con, definition);
            txObject.getConnectionHolder().setTransactionActive(true);// 设置事务激活
            int timeout = determineTimeout(definition);
            if (timeout != TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) {
                txObject.getConnectionHolder().setTimeoutInSeconds(timeout);
            }
            // Bind the connection holder to the thread.
            if (txObject.isNewConnectionHolder()) {
                TransactionSynchronizationManager.bindResource(obtainDataSource(), txObject.getConnectionHolder());
            }
        }
        // 省略其他代码。。。
    }

    // 上面getTransaction()方法如果判断到已存在事务，会走这个逻辑
    private TransactionStatus handleExistingTransaction(TransactionDefinition definition, Object transaction, boolean debugEnabled) {
        // TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER：不能存在事务，抛异常
        if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER) {
            throw new IllegalTransactionStateException("Existing transaction found for transaction marked with propagation 'never'");
        }
        // 不支持事务，所以会挂起当前事务
        if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED) {
            if (debugEnabled) {
                logger.debug("Suspending current transaction");
            }
            // 事务挂起的作用是什么？
           // - 方法A调用方法B,方法A打开的 Transaction将挂起，方法B中任何数据库操作，都不在该Transaction的管理之下
           // - 是怎么操作挂起的？其实就是把他从threadLocal中移除除去(ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources),并保存在另一个数据中，避免被提交了
            Object suspendedResources = suspend(transaction);// 挂起
            boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS);
            return prepareTransactionStatus(definition, null, false, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);
        }
        // 支持创建新事务，这里会搞一个新事务
        if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW) {
            if (debugEnabled) {
                logger.debug("Suspending current transaction, creating new transaction with name [" + definition.getName() + "]");
            }
            SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(transaction);// 档期当前事务，并创建一个新事物
            try {
                // 启动新事物
                return startTransaction(definition, transaction, debugEnabled, suspendedResources);
            } catch (RuntimeException | Error beginEx) {
                resumeAfterBeginException(transaction, suspendedResources, beginEx);
                throw beginEx;
            }
        }
        // 支持嵌套事务
        if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) {
            if (!isNestedTransactionAllowed()) {// 这个一般不会不支持
                throw new NestedTransactionNotSupportedException(
                        "Transaction manager does not allow nested transactions by default - " +
                                "specify 'nestedTransactionAllowed' property with value 'true'");
            }
            if (debugEnabled) {
                logger.debug("Creating nested transaction with name [" + definition.getName() + "]");
            }
            if (useSavepointForNestedTransaction()) {
                // Create savepoint within existing Spring-managed transaction,
                // through the SavepointManager API implemented by TransactionStatus.
                // Usually uses JDBC 3.0 savepoints. Never activates Spring synchronization.
                DefaultTransactionStatus status =
                        prepareTransactionStatus(definition, transaction, false, false, debugEnabled, null);
                status.createAndHoldSavepoint();// 会创建一个保存点。后面提交事务的时候，会释放保存点
                return status;
            } else {
                // 只有用JTA才会走到这步骤，没必要管
                return startTransaction(definition, transaction, debugEnabled, null);
            }
        }

        // Assumably PROPAGATION_SUPPORTS or PROPAGATION_REQUIRED.
        if (debugEnabled) {
            logger.debug("Participating in existing transaction");
        }
        if (isValidateExistingTransaction()) {
            if (definition.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT) {
                Integer currentIsolationLevel = TransactionSynchronizationManager.getCurrentTransactionIsolationLevel();
                if (currentIsolationLevel == null || currentIsolationLevel != definition.getIsolationLevel()) {
                    Constants isoConstants = DefaultTransactionDefinition.constants;
                    throw new IllegalTransactionStateException("Participating transaction with definition [" +
                            definition + "] specifies isolation level which is incompatible with existing transaction: " +
                            (currentIsolationLevel != null ?
                                    isoConstants.toCode(currentIsolationLevel, DefaultTransactionDefinition.PREFIX_ISOLATION) :
                                    "(unknown)"));
                }
            }
            if (!definition.isReadOnly()) {
                if (TransactionSynchronizationManager.isCurrentTransactionReadOnly()) {
                    throw new IllegalTransactionStateException("Participating transaction with definition [" +
                            definition + "] is not marked as read-only but existing transaction is");
                }
            }
        }
        boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER);
        return prepareTransactionStatus(definition, transaction, false, newSynchronization, debugEnabled, null);
    }
}

// 执行完后，会调用到con.commit()或回滚（回滚就不看了，差不多的）操作
public abstract class AbstractPlatformTransactionManager implements PlatformTransactionManager, Serializable {
    // 省略其他代码。。。。。。。。
    private void processCommit(DefaultTransactionStatus status) throws TransactionException {
        boolean unexpectedRollback = false;
        // 省略其他代码
        prepareForCommit(status);
        triggerBeforeCommit(status);
        triggerBeforeCompletion(status);
        beforeCompletionInvoked = true;
        // 如果有保存点，就是说嵌套事务的时候，会创建一个保存点.然后释放
        if (status.hasSavepoint()) {
            if (status.isDebug()) {
                logger.debug("Releasing transaction savepoint");
            }
            unexpectedRollback = status.isGlobalRollbackOnly();
            status.releaseHeldSavepoint();// 释放保存点
        } else if (status.isNewTransaction()) {
            if (status.isDebug()) {
                logger.debug("Initiating transaction commit");
            }
            unexpectedRollback = status.isGlobalRollbackOnly();
            doCommit(status);// 提交事务
        } else if (isFailEarlyOnGlobalRollbackOnly()) {// 只读事务
            unexpectedRollback = status.isGlobalRollbackOnly();
        }
        if (unexpectedRollback) {
            throw new UnexpectedRollbackException(
                    "Transaction silently rolled back because it has been marked as rollback-only");
        }
    }
}
复制代码

总结

这个事务注解很简单。其实就是通过拦截器拦截注解，然后加载注解参数，根据隔离级别来判断是否需要创建事务， 如果有多个事务隔离级别，就会涉及到事务保存点， 或者是不同事务之间还会涉及掉事务挂起

• 事务保存点：依托mysql数据库机制，用于回滚部分逻辑。比如事务有三个时间点（A->B1->B2->C），其中B1->B2是事务保存点，

如果这时候B失败，并没有抛异常到上一个方法，这时候只会回滚B1->B2执行的sql逻辑 -- 嵌套事务NESTED就是依托于事务保存点来处理，这就是为什么出异常子方法回滚了，而调用它的方法事务不会回滚（正常执行的时候子方法执行完会移除事务保存点）

-- 用法如下：
BEGIN TRANSACTION A;
SELECT 2;
INSERT INTO TABLE1 (xx) VALUES ("xxx");
SAVE TRANSACTION B Point;  // B1  启动事务保存点
INSERT INTO TABLE (xx) VALUES ("xxx");
ROLLBACK TRANSACTION B Point; // B2  回滚事务保存点的数据
SELECT 1;
INSERT INTO TABLE2 (xx) VALUES ("xxx");
COMMIT TRANSACTION A;
复制代码

• 事务挂起：事务挂起很简单，就是移除treadLocal中数据暂存到其他地方，避免自动提交