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多数据源如何实现事务管理

作者:二掌柜,酒来!

Spring中涉及三个核心事务处理接口:PlatformTransactionManager、TransactionDefinition和TransactionStatus,PlatformTransactionManager提供事务操作的基本方法,如获取事务、提交和回滚

一. 原理-编程式事务管理

想直接看实现的朋友,这部分可以直接跳过

1.核心接口

Spring 中对事务的处理,涉及到三个核心接口:

这三个核心类是Spring处理事务的核心类。

1.1 PlatformTransactionManager

public interface PlatformTransactionManager {
    TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition var1) throws TransactionException;

    void commit(TransactionStatus var1) throws TransactionException;

    void rollback(TransactionStatus var1) throws TransactionException;
}

可以看到 PlatformTransactionManager 中定义了基本的事务操作方法,这些事务操作方法都是平台无关的,具体的实现都是由不同的子类来实现的。PlatformTransactionManager 中主要有如下三个方法:

1.2 TransactionDefinition

可以看到一共有五个方法:

  1. getIsolationLevel(),获取事务的隔离级别
  2. getName(),获取事务的名称
  3. getPropagationBehavio(),获取事务的传播性
  4. getTimeout(),获取事务的超时时间
  5. isReadOnly(),获取事务是否是只读事务

我们可以从这些个方法中, 很直观的感受到这个类的作用:设置事务的属性。接下来,我重点结束几个属性的意义。

隔离级别 IsolationLevel

常用状态分析:

ReadUncommitted

ReadCommitted

RepeatableRead

Serializable

读取现象:

通过一些现象,可以反映出隔离级别的效果。这些现象有:

脏读(dirty read):当一个事务读取另一个事务尚未提交的修改时,产生脏读。

比如:事务B执行过程中修改了数据X,在未提交前,事务A读取了X,而事务B却回滚了,这样事务A就形成了脏读。

不重复读(nonrepeatable read):同一查询在同一事务中多次进行,由于其他提交事务所做的修改或删除,每次返回不同的结果集,此时发生非重复读。(A transaction rereads data it has previously read and finds that another committed transaction has modified or deleted the data. )。

比如:事务A首先读取了一条数据,然后执行逻辑的时候,事务B将这条数据改变了,然后事务A再次读取的时候,发现数据不匹配了,就是所谓的不可重复读了。

幻读(phantom read):同一查询在同一事务中多次进行,由于其他提交事务所做的插入操作,每次返回不同的结果集,此时发生幻像读。(A transaction reexecutes a query returning a set of rows that satisfies a search condition and finds that another committed transaction has inserted additional rows that satisfy the condition. )。

比如:事务A首先根据条件索引得到N条数据,然后事务B改变了这N条数据之外的M条或者增添了M条符合事务A搜索条件的数据,导致事务A再次搜索发现有N+M条数据了,就产生了幻读。

不可重复读和幻读比较:

两者有些相似,但是前者针对的是update或delete,后者针对的insert。

隔离级别与读取现象:

隔离级别脏读 Dirty Read不可重复读取 NonRepeatable Read幻读 Phantom Read
未授权读取/未提交读 read uncommitted可能发生可能发生可能发生
授权读取/提交读 read committed-可能发生可能发生
重复读 read repeatable--可能发生
序列化 serializable---

常见数据库默认隔离级别:

数据库默认隔离级别
Oracleread committed
SqlServerread committed
MySQL(InnoDB)Read-Repeatable

传播性 Propagation

1.3 TransactionStatus

  1. isNewTransaction() 方法获取当前事务是否是一个新事务。
  2. hasSavepoint() 方法判断是否存在 savePoint(),即是否已创建为基于保存点的嵌套事务。此方法主要用于诊断目的,与isNewTransaction()一起使用。对于自定义保存点的编程处理,请使用SavepointManager提供的操作。
  3. setRollbackOnly() 方法设置事务必须回滚。
  4. isRollbackOnly() 方法获取事务只能回滚。
  5. flush() 方法将底层会话中的修改刷新到数据库,一般用于 Hibernate/JPA 的会话,对如 JDBC 类型的事务无任何影响。
  6. isCompleted() 方法用来获取是一个事务是否结束,即是否已提交或回滚。

表示事务的状态。

事务代码可以使用它来检索状态信息,并以编程方式请求回滚(而不是引发导致隐式回滚的异常)。

二、实现跨数据源事务

先说一下两阶段提交:首先多个数据源的事务分别都开起来,然后各事务分别去执行对应的sql(此所谓第一阶段提交),最后如果都成功就把事务全部提交,只要有一个失败就把事务都回滚——此所谓第二阶段提交。

Transactional注解只能指定一个数据源的事务管理器。我们重新定义一个,让它支持指定多个数据源的事务管理器,然后我们在使用了这个注解的方法前后进行所谓的两阶段协议,而这可以通过AOP来完成。所以,代码如下:

定义注解

/**
 * 多数据源事务注解
 *
 */
@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface MultiDataSourceTransactional {
 
    /**
     * 事务管理器数组
     */
    String[] transactionManagers();
}

定义切面

我们使用Spring的Aspect来完成切面。

先来回顾一下它的切入点

咋一看,@Around是可以的:ProceedingJoinPoint的proceed方法是执行目标方法,在它前面声明事务,try…catch…一下如果有异常就回滚没异常就提交。不过,最开始用这个的时候,好像发现有点问题,具体记不住了,大家可以试一下。

因为当时工期紧没仔细研究,就采用了下面这种

@Before + @AfterReturning + @AfterThrowing组合,看名字和功能简直是完美契合啊!但是有一个问题,不同方法怎么共享那个事务呢?成员变量?对,没错。但是又有线程安全问题咋办?ThreadLocal帮你解决(_)。

/**
 * 编程式事务 基本过程:
 * 1.TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
 * 首先通过transactionManager.getTransaction方法获取事务对象status,
 * 2.transactionManager.commit(status);
 * 然后在try块中执行数据库操作,最后通过transactionManager.commit(status)提交事务。
 * 3.transactionManager.rollback(status);
 * 如果在数据库操作中发生了异常,则会通过transactionManager.rollback(status)回滚事务。
 *
 */
@Component
@Aspect
public class MultiDataSourceTransactionAspect implements ApplicationContextAware {
    /**
     * 线程本地变量:为什么使用栈?※为了达到后进先出的效果※
     */
    private static final ThreadLocal<Stack<Pair<DataSourceTransactionManager, TransactionStatus>>> THREAD_LOCAL = new ThreadLocal<>();
    /**
     * 事务声明
     */
    private DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
    {
        // 非只读模式
        def.setReadOnly(false);
        //事务隔离级别 采用数据库默认的
        def.setIsolationLevel(DefaultTransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT);
        //事务传播行为 - 创建一个新的事务,并在该事务中执行;如果当前存在事务,则将当前事务挂起。
        def.setPropagationBehavior(DefaultTransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW);
    }


    /**
     * implements ApplicationContextAware  ==>   获取spring容器
     */
    private ApplicationContext applicationContext;

    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }

    /**
     * 设置切入点
     */
    @Pointcut("@annotation(com.example.mutidatasource.dataSource.multiDataSourceTransaction.MultiDataSourceTransactional)")
    public void pointcut(){}

    /**
     * 声明事务
     *
     * 冗余了,pointcut() 、 @annotation(transactional) 语义一致
     * 但是 不加上这个@annotation(transactional) 报错, before() 方法期望有一个 MultiDataSourceTransactional 类型的参数,
     * 虽然pointcut() 确定了有这个注解,但是编辑器不知道啊
     */
    @Before("pointcut() && @annotation(transactional)")
    public void before(MultiDataSourceTransactional transactional){
        //根据设置的事务名称按顺序声明,并放到ThreadLocal里
        String[] TransactionalNames = transactional.value();
        Stack<Pair<DataSourceTransactionManager, TransactionStatus>> pairStack = new Stack<>();
        for (String transactionalName : TransactionalNames) {
            // 从容器中获取 数据库事务管理器
            DataSourceTransactionManager manager = applicationContext.getBean(transactionalName, DataSourceTransactionManager.class);
            TransactionStatus status = manager.getTransaction(def);
            pairStack.push(new Pair<>(manager,status));
        }
        THREAD_LOCAL.set(pairStack);
    }

    /**
     * 提交事务
     *
     * @AfterReturning 和 @After 都是 Spring AOP 框架提供的注解,用于在方法执行后执行某些操作。但是,它们之间有一些关键的区别:
     *
     * @AfterReturning 仅在方法正常返回时执行,而 @After 总是在方法执行后执行,无论方法是否正常返回。
     * @AfterReturning 可以访问方法的返回值,而 @After 则不能。
     * @AfterReturning 可以通过 returning 属性指定要访问的返回值的名称,而 @After 则不能。
     */
    @AfterReturning("pointcut()")
    public void afterReturning(){
        // ※栈顶弹出(后进先出)
        Stack<Pair<DataSourceTransactionManager, TransactionStatus>> pairStack = THREAD_LOCAL.get();
        while (!pairStack.empty()) {
            Pair<DataSourceTransactionManager, TransactionStatus> pair = pairStack.pop();
            // 提交事务 transactionManager.commit(status);
            pair.getKey().commit(pair.getValue());
        }
        THREAD_LOCAL.remove();
    }

    /**
     * 回滚事务
     *
     *
     */
    @AfterThrowing("pointcut()")
    public void afterThrowing(){
        // ※栈顶弹出(后进先出)
        Stack<Pair<DataSourceTransactionManager, TransactionStatus>> pairStack = THREAD_LOCAL.get();
        while (!pairStack.empty()) {
            Pair<DataSourceTransactionManager, TransactionStatus> pair = pairStack.pop();
            // 提交事务 transactionManager.commit(status);
            pair.getKey().rollback(pair.getValue());
        }
        THREAD_LOCAL.remove();
    }
}

使用

/**
  * 测试多数据源事务
  */
  @MultiDataSourceTransactional(transactionManagers={"ATransactionManager","BTransactionManager"})
    public void testTransaction() {
   }

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

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