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浅谈Spring的事务隔离级别与传播性

这篇文章以一个问题开始,如果你知道答案的话就可以跳过不看啦@(o・ェ・)@

Q:在一个批量任务执行的过程中,调用多个子任务时,如果有一些子任务发生异常,只是回滚那些出现异常的任务,而不是整个批量任务,请问在Spring中事务需要如何配置才能实现这一功能呢?

隔离级别

隔离性(Isolation)作为事务特性的一个关键特性,它要求每个读写事务的对象对其他事务的操作对象能相互分离,即该事务提交前对其他事务都不可见,在数据库层面都是使用锁来实现。

事务的隔离级别从低到高有以下四种:

  • READ UNCOMMITTED(未提交读):这是最低的隔离级别,其含义是允许一个事务读取另外一个事务没有提交的数据。READ UNCOMMITTED是一种危险的隔离级别,在实际开发中基本不会使用,主要是由于它会带来脏读问题。
时间 事务1 事务2 备注
1
读取库存为100 ---
---
2
扣减库层50
---
剩余50
3

扣减库层50 ---
4

提交事务
库存保存为0
5
回滚事务
---
事务回滚为0


脏读对于要求数据一致性的应用来说是致命的,目前主流的数据库的隔离级别都不会设置成READ UNCOMMITTED。不过脏读虽然看起来毫无用处,但是它主要优点是并发能力高,适合那些对数据一致性没有要求而追求高并发的场景。

  • READ COMMITTED(读写提交): 它是指一个事务只能读取另外一个事务已经提交的数据,不能读取未提交的数据。READ COMMITTED会带来不可重复读的问题:
时间 事务1
事务2
备注
1
读取库存为1

2
扣减库存

事务未提交
3

读取库存为1
4
提交事务

库存变成0
5

扣减库存
库存为0,无法扣减

不可重复读和脏读的区别是:脏读读取到的是未提交的数据,而不可重复读读到的确实已经提交的数据,但是违反了数据库事务一致性的要求。

一般来说,不可重复读的问题是可以接受的,因为其读到的是已经提交的数据,本身并不会带来很大的问题。因此,很多数据库如(ORACLE,SQL SERVER)将其默认隔离级别设置为READ COMMITTED,允许不可重复读的现象。

  • REPEATABLE READ (可重复读):可重复读的目标是为了克服READ COMMITED中出现的不可重复读,它指在同一个事务内的查询都是与事务开始时刻一致,以上表为例,在REPEATABLE READ隔离级别下它会发生如下变化:
时间 事务1
事务2
备注
1
读取库存为1

2
扣减库存

事务未提交
3

读取库存 不允许读取,等待事务1提交
4
提交事务

库存变成0
5

读取库存 库存为0,无法扣减

REPEATABLE READ虽然解决了不可重复读问题,但是他又会带来幻读问题,幻读是指,在一个事务中,第一次查询某条记录,发现没有,但是,当试图更新这条不存在的记录时,竟然能成功,并且,再次读取同一条记录,它就神奇地出现了。

事务B在第2步第一次读取id=99的记录时,读到的记录为空,说明不存在id=99的记录。随后,事务A在第3步插入了一条id=99的记录并提交。事务B在第5步再次读取id=99的记录时,读到的记录仍然为空,但是,事务B在第6步试图更新这条不存在的记录时,竟然成功了,并且,事务B在第8步再次读取id=99的记录时,记录出现了。

  • SERIALIZABLE(串行化):数据库最高的隔离级别,它要求所有的SQL都会按照顺序执行,这样可以克服上述所有隔离出现的各种问题,能够完全包住数据的一致性。

Spring中配置隔离级别

在Spring项目中配置隔离级别只需要做如下操作

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

上面的代码中我们使用了串行化的隔离级别来包住数据的一致性,这使它将阻塞其他的事务进行并发,所以它只能运用在那些低并发而又需要保证数据一致性的场景下。

隔离级别字典:

DEFAULT(-1),  ## 数据库默认级别
READ_UNCOMMITTED(1),
READ_COMMITTED(2),
REPEATABLE_READ(4),
SERIALIZABLE(8);复制代码

传播行为

在Spring中,当一个方法调用另外一个方法时,可以让事务采取不同的策略工作,如新建事务或者挂起当前事务等,这便是事务的传播行为。

定义

在Spring的事务机制中对数据库存在7种传播行为,通过枚举类Propagation定义。

public enum Propagation {
    /**
     * 需要事务,默认传播性行为。
     * 如果当前存在事务,就沿用当前事务,否则新建一个事务运行子方法
     */
    REQUIRED(0),
    /**
     * 支持事务,如果当前存在事务,就沿用当前事务,
     * 如果不存在,则继续采用无事务的方式运行子方法
     */
    SUPPORTS(1),
    /**
     * 必须使用事务,如果当前没有事务,抛出异常
     * 如果存在当前事务,就沿用当前事务
     */
    MANDATORY(2),
    /**
     * 无论当前事务是否存在,都会创建新事务允许方法
     * 这样新事务就可以拥有新的锁和隔离级别等特性,与当前事务相互独立
     */
    REQUIRES_NEW(3),
    /**
     * 不支持事务,当前存在事务时,将挂起事务,运行方法
     */
    NOT_SUPPORTED(4),
    /**
     * 不支持事务,如果当前方法存在事务,将抛出异常,否则继续使用无事务机制运行
     */
    NEVER(5),
    /**
     * 在当前方法调用子方法时,如果子方法发生异常
     * 只回滚子方法执行过的SQL,而不回滚当前方法的事务
     */
    NESTED(6);
    ......
}复制代码

日常开发中基本只会使用到REQUIRED(0),REQUIRES_NEW(3),NESTED(6)三种。

NESTEDREQUIRES_NEW是有区别的。NESTED传播行为会沿用当前事务的隔离级别和锁等特性,而REQUIRES_NEW则可以拥有自己独立的隔离级别和锁等特性。

NESTED的实现主要依赖于数据库的保存点(SAVEPOINT)技术,SAVEPOINT记录了一个保存点,可以通过ROLLBACK TO SAVEPOINT来回滚到某个保存点。如果数据库支持保存点技术时就启用保存点技术;如果不支持就会新建一个事务去执行代码,也就相当于REQUIRES_NEW

Transactional自调用失效

如果一个类中自身方法的调用,我们称之为自调用。如一个订单业务实现类OrderServiceImpl中有methodA方法调用了自身类的methodB方法就是自调用,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(){
    ......
}复制代码

在上面方法中不管methodB如何设置隔离级别和传播行为都是不生效的。即自调用失效。

这主要是由于@Transactional的底层实现原理是基于AOP实现,而AOP的原理是动态代理,在自调用的过程中是类自身的调用,而不是代理对象去调用,那么就不会产生AOP,于是就发生了自调用失败的现象。

要克服这个问题,有2种方法:

  • 编写两个Service,用一个Service的methodA去调用另外一个Service的methodB方法,这样就是代理对象的调用,不会有问题;
  • 在同一个Service中,methodA不直接调用methodB,而是先从Spring IOC容器中重新获取代理对象`OrderServiceImpl·,获取到后再去调用methodB。说起来有点乱,还是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(){
        ......
    }

}复制代码

上面代码中我们先实现了ApplicationContextAware接口,然后通过applicationContext.getBean()获取了OrderService的接口对象。这个时候获取到的是一个代理对象,也就能正常使用AOP的动态代理了。

回到最开始的那个问题,看完这篇文章是不是有答案了呢?

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