淺談Spring的事務(wù)隔離級(jí)別與傳播行為

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這篇文章以一個(gè)問題開始，如果你知道答案的話就可以跳過不看啦@(o???)@

Q:在一個(gè)批量任務(wù)執(zhí)行的過程中，調(diào)用多個(gè)子任務(wù)時(shí)，如果有一些子任務(wù)發(fā)生異常，只是回滾那些出現(xiàn)異常的任務(wù)，而不是整個(gè)批量任務(wù)，請問在Spring中事務(wù)需要如何配置才能實(shí)現(xiàn)這一功能呢？

隔離級(jí)別

隔離性（Isolation）作為事務(wù)特性的一個(gè)關(guān)鍵特性，它要求每個(gè)讀寫事務(wù)的對象對其他事務(wù)的操作對象能相互分離，即該事務(wù)提交前對其他事務(wù)都不可見，在數(shù)據(jù)庫層面都是使用鎖來實(shí)現(xiàn)。

事務(wù)的隔離級(jí)別從低到高有以下四種：

• READ UNCOMMITTED（未提交讀）：這是最低的隔離級(jí)別，其含義是允許一個(gè)事務(wù)讀取另外一個(gè)事務(wù)沒有提交的數(shù)據(jù)。READ UNCOMMITTED是一種危險(xiǎn)的隔離級(jí)別，在實(shí)際開發(fā)中基本不會(huì)使用，主要是由于它會(huì)帶來臟讀問題。

時(shí)間	事務(wù)1	事務(wù)2	備注
1	讀取庫存為100	---	---
2	扣減庫層50	---	剩余50
3		扣減庫層50	---
4		提交事務(wù)	庫存保存為0
5	回滾事務(wù)	---	事務(wù)回滾為0

臟讀對于要求數(shù)據(jù)一致性的應(yīng)用來說是致命的，目前主流的數(shù)據(jù)庫的隔離級(jí)別都不會(huì)設(shè)置成READ UNCOMMITTED。不過臟讀雖然看起來毫無用處，但是它主要優(yōu)點(diǎn)是并發(fā)能力高，適合那些對數(shù)據(jù)一致性沒有要求而追求高并發(fā)的場景。

• READ COMMITTED（讀寫提交）: 它是指一個(gè)事務(wù)只能讀取另外一個(gè)事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，不能讀取未提交的數(shù)據(jù)。READ COMMITTED會(huì)帶來不可重復(fù)讀的問題：

時(shí)間	事務(wù)1	事務(wù)2	備注
1	讀取庫存為1
2	扣減庫存		事務(wù)未提交
3		讀取庫存為1
4	提交事務(wù)		庫存變成0
5		扣減庫存	庫存為0，無法扣減

不可重復(fù)讀和臟讀的區(qū)別是：臟讀讀取到的是未提交的數(shù)據(jù)，而不可重復(fù)讀讀到的確實(shí)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，但是違反了數(shù)據(jù)庫事務(wù)一致性的要求。

一般來說，不可重復(fù)讀的問題是可以接受的，因?yàn)槠渥x到的是已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，本身并不會(huì)帶來很大的問題。因此，很多數(shù)據(jù)庫如（ORACLE，SQL SERVER）將其默認(rèn)隔離級(jí)別設(shè)置為READ COMMITTED，允許不可重復(fù)讀的現(xiàn)象。

• REPEATABLE READ （可重復(fù)讀）：可重復(fù)讀的目標(biāo)是為了克服READ COMMITED中出現(xiàn)的不可重復(fù)讀，它指在同一個(gè)事務(wù)內(nèi)的查詢都是與事務(wù)開始時(shí)刻一致，以上表為例，在REPEATABLE READ隔離級(jí)別下它會(huì)發(fā)生如下變化：

時(shí)間	事務(wù)1	事務(wù)2	備注
1	讀取庫存為1
2	扣減庫存		事務(wù)未提交
3		讀取庫存	不允許讀取，等待事務(wù)1提交
4	提交事務(wù)		庫存變成0
5		讀取庫存	庫存為0，無法扣減

REPEATABLE READ雖然解決了不可重復(fù)讀問題，但是他又會(huì)帶來幻讀問題，幻讀是指，在一個(gè)事務(wù)中，第一次查詢某條記錄，發(fā)現(xiàn)沒有，但是，當(dāng)試圖更新這條不存在的記錄時(shí)，竟然能成功，并且，再次讀取同一條記錄，它就神奇地出現(xiàn)了。

時(shí)間	事務(wù)A	事務(wù)2	備注
1	begin	begin
2		讀取id為100的數(shù)據(jù)	沒有數(shù)據(jù)
3	插入id為100的數(shù)據(jù)
4	提交事務(wù)
5		讀取id為100的數(shù)據(jù)	沒有數(shù)據(jù)
6		更新id為100的數(shù)據(jù)	成功
7		讀取id為100的數(shù)據(jù)	讀取成功
8		提交事務(wù)

事務(wù)B在第2步第一次讀取id=99的記錄時(shí)，讀到的記錄為空，說明不存在id=99的記錄。隨后，事務(wù)A在第3步插入了一條id=99的記錄并提交。事務(wù)B在第5步再次讀取id=99的記錄時(shí)，讀到的記錄仍然為空，但是，事務(wù)B在第6步試圖更新這條不存在的記錄時(shí)，竟然成功了，并且，事務(wù)B在第8步再次讀取id=99的記錄時(shí)，記錄出現(xiàn)了。

• SERIALIZABLE（串行化）：數(shù)據(jù)庫最高的隔離級(jí)別，它要求所有的SQL都會(huì)按照順序執(zhí)行，這樣可以克服上述所有隔離出現(xiàn)的各種問題，能夠完全包住數(shù)據(jù)的一致性。

Spring中配置隔離級(jí)別

在Spring項(xiàng)目中配置隔離級(jí)別只需要做如下操作

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

上面的代碼中我們使用了串行化的隔離級(jí)別來包住數(shù)據(jù)的一致性，這使它將阻塞其他的事務(wù)進(jìn)行并發(fā)，所以它只能運(yùn)用在那些低并發(fā)而又需要保證數(shù)據(jù)一致性的場景下。

隔離級(jí)別字典：

DEFAULT(-1),  ## 數(shù)據(jù)庫默認(rèn)級(jí)別
READ_UNCOMMITTED(1),
READ_COMMITTED(2),
REPEATABLE_READ(4),
SERIALIZABLE(8);

傳播行為

在Spring中，當(dāng)一個(gè)方法調(diào)用另外一個(gè)方法時(shí)，可以讓事務(wù)采取不同的策略工作，如新建事務(wù)或者掛起當(dāng)前事務(wù)等，這便是事務(wù)的傳播行為。

定義

在Spring的事務(wù)機(jī)制中對數(shù)據(jù)庫存在7種傳播行為，通過枚舉類Propagation定義。

public enum Propagation {
    /**     * 需要事務(wù)，默認(rèn)傳播性行為。
     * 如果當(dāng)前存在事務(wù)，就沿用當(dāng)前事務(wù)，否則新建一個(gè)事務(wù)運(yùn)行子方法
     */
    REQUIRED(0),
    /**     * 支持事務(wù)，如果當(dāng)前存在事務(wù)，就沿用當(dāng)前事務(wù)，
     * 如果不存在，則繼續(xù)采用無事務(wù)的方式運(yùn)行子方法
     */
    SUPPORTS(1),
    /**     * 必須使用事務(wù)，如果當(dāng)前沒有事務(wù)，拋出異常
     * 如果存在當(dāng)前事務(wù),就沿用當(dāng)前事務(wù)
     */
    MANDATORY(2),
    /**     * 無論當(dāng)前事務(wù)是否存在，都會(huì)創(chuàng)建新事務(wù)允許方法
     * 這樣新事務(wù)就可以擁有新的鎖和隔離級(jí)別等特性，與當(dāng)前事務(wù)相互獨(dú)立
     */
    REQUIRES_NEW(3),
    /**     * 不支持事務(wù)，當(dāng)前存在事務(wù)時(shí)，將掛起事務(wù)，運(yùn)行方法
     */
    NOT_SUPPORTED(4),
    /**     * 不支持事務(wù)，如果當(dāng)前方法存在事務(wù)，將拋出異常，否則繼續(xù)使用無事務(wù)機(jī)制運(yùn)行
     */
    NEVER(5),
    /**     * 在當(dāng)前方法調(diào)用子方法時(shí)，如果子方法發(fā)生異常
     * 只回滾子方法執(zhí)行過的SQL，而不回滾當(dāng)前方法的事務(wù)
     */
    NESTED(6);
    ......
}

日常開發(fā)中基本只會(huì)使用到REQUIRED(0),REQUIRES_NEW(3),NESTED(6)三種。

NESTED和REQUIRES_NEW是有區(qū)別的。NESTED傳播行為會(huì)沿用當(dāng)前事務(wù)的隔離級(jí)別和鎖等特性，而REQUIRES_NEW則可以擁有自己獨(dú)立的隔離級(jí)別和鎖等特性。

NESTED的實(shí)現(xiàn)主要依賴于數(shù)據(jù)庫的保存點(diǎn)（SAVEPOINT）技術(shù)，SAVEPOINT記錄了一個(gè)保存點(diǎn)，可以通過ROLLBACK TO SAVEPOINT來回滾到某個(gè)保存點(diǎn)。如果數(shù)據(jù)庫支持保存點(diǎn)技術(shù)時(shí)就啟用保存點(diǎn)技術(shù)；如果不支持就會(huì)新建一個(gè)事務(wù)去執(zhí)行代碼，也就相當(dāng)于REQUIRES_NEW。

Transactional自調(diào)用失效

如果一個(gè)類中自身方法的調(diào)用，我們稱之為自調(diào)用。如一個(gè)訂單業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)類OrderServiceImpl中有methodA方法調(diào)用了自身類的methodB方法就是自調(diào)用，如：

@Transactional
public void methodA(){
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        methodB();
    }
}

@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED,propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public int methodB(){
    ......
}

在上面方法中不管methodB如何設(shè)置隔離級(jí)別和傳播行為都是不生效的。即自調(diào)用失效。

這主要是由于@Transactional的底層實(shí)現(xiàn)原理是基于AOP實(shí)現(xiàn)，而AOP的原理是動(dòng)態(tài)代理，在自調(diào)用的過程中是類自身的調(diào)用，而不是代理對象去調(diào)用，那么就不會(huì)產(chǎn)生AOP，于是就發(fā)生了自調(diào)用失敗的現(xiàn)象。

要克服這個(gè)問題，有2種方法：

• 編寫兩個(gè)Service,用一個(gè)Service的methodA去調(diào)用另外一個(gè)Service的methodB方法，這樣就是代理對象的調(diào)用，不會(huì)有問題；

• 在同一個(gè)Service中，methodA不直接調(diào)用methodB，而是先從Spring IOC容器中重新獲取代理對象`OrderServiceImpl·,獲取到后再去調(diào)用methodB。說起來有點(diǎn)亂，還是show you the code。

public class OrderServiceImpl implements OrderService,ApplicationContextAware {
    private ApplicationContext applicationContext = null;

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

    @Transactional
    public void methodA(){
        OrderService orderService = applicationContext.getBean(OrderService.class);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            orderService.methodB();
        }
    }

    @Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED,propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
    public int methodB(){
        ......
    }

}

上面代碼中我們先實(shí)現(xiàn)了ApplicationContextAware接口，然后通過applicationContext.getBean()獲取了OrderService的接口對象。這個(gè)時(shí)候獲取到的是一個(gè)代理對象，也就能正常使用AOP的動(dòng)態(tài)代理了?；氐阶铋_始的那個(gè)問題，看完這篇文章是不是有答案了呢？

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