【Spring源码核心篇-06】spring中事务的底层实现与执行流程

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一，spring事务扫描注册，执行和传播机制

在了解spring的事务之前，需要了解一些本人写的第三篇文章aop的底层原理和实现，因为spring事务是基于spring中的aop来实现的，spring事务底层也是会涉及先注册bean的后置处理器，然后扫描事务注解注册成一个advisor，后面通过pointcut进行匹配，匹配成功之后在创建动态代理去开启、提交、回滚事务等

1，Transactional注解的底层实现

接下来直接看spring中Transactional的底层是如何实现的，为什么加了注解就可以实现多条sql可以保证事务的原子性等。在使用这个Transactional事务注解时，需要通过一个注解@EnableTransactionManagement开启事务，接下来先分析这个 @EnableTransactionManagement 底层是如何实现的

1.1，EnableTransactionManagement事务开启

EnableTransactionManagement接口实现类如下，除了几个常规的自定义注解之外，还import导入了一个TransactionManagementConfigurationSelector类

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(TransactionManagementConfigurationSelector.class)
public @interface EnableTransactionManagement {
    
}

在这个TransactionManagementConfigurationSelector类中，其关系图如下，首先会实现一个AdviceModeImportSelector接口，然后实现了ImportSelector接口。当实现了ImportSelector接口的时候，在加载bean定义的时候会回调的selectImports方法

接下来查看这个TransactionManagementConfigurationSelector类下面的selectImports方法，里面会有两种模式，一种是PROXY代理模式，一种是ASPECTJ方式，在事务中，默认是使用上面这个PROXY模式

case PROXY:
	return new String[] {AutoProxyRegistrar.class.getName(),
			ProxyTransactionManagementConfiguration.class.getName()};

1.2，扫描全部advisor

此时会注册一个AutoProxyRegistrar类和ProxyTransactionManagementConfiguration类

• AutoProxyRegistrar会注册开启事务的beanPostProceed的bean的后置处理器，或许就可以去处理aop中对应的advisor，匹配对应的advice和pointcut
• ProxyTransactionManagementConfiguration里面会注册三个bean，分别是BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor、TransactionAttributeSource、TransactionInterceptor三个bean。BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中就会对相应的advisor设置一些advice和pointcut，方便后续的advisor进行匹配

1.3，匹配对应advisor

BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor中设置的advice和pointcut，对应的就是另外两个bean，TransactionAttributeSource对应的就是pointcut切入点，TransactionInterceptor对应的就是advice增强器

上面设置的advice是很明显的可以看出是advisor中的增强器advice，但是设置setTransactionAttributeSource这个属性作为pointcut，因此就需要去内部查看，发现这个 TransactionAttributeSource 属性返回的就是一个 TransactionAttributeSourcePointcut 的pointcut的切入点

advisor.setTransactionAttributeSource(transactionAttributeSource());

上面注册了开启事务的的bean的后置处理器，然后为扫描每一个开启了事务的注解，全部扫描成advisor，最后会通过每一个注解上的pointcut对所有的advisor进行匹配，通过TransactionAttributeSourcePointcut类来实现匹配逻辑和规则。已经看这个TransactionAttributeSourcePointcut类中的matches方法中，也就是先匹配类，然后再匹配方法，最后通过getTransactionAttribute看匹配的方法上面是否有@Transactional注解。其事务逻辑就是aop的底层实现逻辑，当匹配成功后，那么就会创建动态代理区实现

1.4，Transactional属性封装和解析

接下来查看AbstractFallbackTransactionAttributeSource类中的getTransactionAttribute方法，上面是会找是否有@Trancational注解，那么这个实现类的方法中，就会去解析这些事务，比如会将这些事务解析其全部属性，然后将全部的属性封装到 TransactionAttribute 属性中，并且或许会对这些属性缓存

TransactionAttribute txAttr = computeTransactionAttribute(method, targetClass);

后序在解析这个对象时，就会获取所有的属性，会将所有的属性封装成一个 **RuleBasedTransactionAttribute ** 类，比如通过propagation属性解析事务的传播行为，通过isolation属性解析事务的隔离级别，通过value属性解析事务管理器的名称，通过rollbackFor属性解析事务的异常回滚等

protected TransactionAttribute parseTransactionAnnotation(AnnotationAttributes attributes) {
	//创建一个基础规则的事务属性对象
	RuleBasedTransactionAttribute rbta = new RuleBasedTransactionAttribute();
	//解析我们@Transactionl上的传播行为
	Propagation propagation = attributes.getEnum("propagation");
	rbta.setPropagationBehavior(propagation.value());
	//解析我们@Transactionl上的隔离级别
	Isolation isolation = attributes.getEnum("isolation");
	rbta.setIsolationLevel(isolation.value());
	//解析我们@Transactionl上的事务超时事件
	rbta.setTimeout(attributes.getNumber("timeout").intValue());
	rbta.setReadOnly(attributes.getBoolean("readOnly"));
	//解析我们@Transactionl上的事务管理器的名称
	rbta.setQualifier(attributes.getString("value"));

	//解析我们的针对哪种异常回滚
	List<RollbackRuleAttribute> rollbackRules = new ArrayList<>();
	for (Class<?> rbRule : attributes.getClassArray("rollbackFor")) {
		rollbackRules.add(new RollbackRuleAttribute(rbRule));
	}
	//对哪种异常进行回滚
	for (String rbRule : attributes.getStringArray("rollbackForClassName")) {
		rollbackRules.add(new RollbackRuleAttribute(rbRule));
	}
	//对哪种异常不回滚
	for (Class<?> rbRule : attributes.getClassArray("noRollbackFor")) {
		rollbackRules.add(new NoRollbackRuleAttribute(rbRule));
	}
	//对哪种类型不回滚
	for (String rbRule : attributes.getStringArray("noRollbackForClassName")) {
		rollbackRules.add(new NoRollbackRuleAttribute(rbRule));
	}
	rbta.setRollbackRules(rollbackRules);
	return rbta;
}

2，Transactional事务开启，提交，回滚

在1中重点讲了在spring中事务的是如何实现，如何注册bean的后置处理器，扫描bean成advisor以及后期pointcut的匹配，接下来需要继续通过源码分析在spring中低如何开启事务，提交事务和回滚事务的

接下来继续回到上面的TransactionInterceptor这个类，就是用于advice增强的，当pointcut切入点匹配成功之后，会通过这个类创建动态代理，内部通过调用invoke方法实现，在该方法中会先拿到代理类，然后执行事务回调方法 invokeWithinTransaction

接下来就是进入这个核心的方法 invokeWithinTransaction 中，其具体实现如下

在这个方法中，首先第一步就是获取事务属性对象，在上面1.4的时候就已经将全部匹配的对象都，封装成了这个 TransactionAttributeSource 对象

//获取我们的事务属源对象 在配置类中添加的
TransactionAttributeSource tas = getTransactionAttributeSource();
// 获取解析后的事务属性信息，
//  创建代理的时候也调用了getTransactionAttribute还记得吗， 如果解析到了事务属性就可以创建代理，
//  在这里是从解析后的缓存中获取
final TransactionAttribute txAttr = (tas != null ? tas.getTransactionAttribute(method, targetClass) : null);

随后就是获取自定义配置的事务管理器的对象，后序创建、提交、回滚事务等都是通过这个对象进行操作的

// 获取配置的事务管理器对象
final PlatformTransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr);

最后就是获取一个切入点，就是获取方法的名称，这里方法的名称就是事务的名称。也可以通过一些api去验证当前事务的名字到底是什么

final String joinpointIdentification = methodIdentification(method, targetClass, txAttr);

接下来这行代码就是判断是否需要开启一个事务

TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(tm, txAttr, joinpointIdentification);

2.1，开启事务

接下来查看这个 createTransactionIfNecessary 方法，看spring底层是如何开启一个事务的。

• 首先会判断这个事务是否为空或者事务的名字是否为空，如果事务不为空但是名字为空，就是如我们正常开发只加一个@Transational注解，没有设置事务名称，那么就会将加在对应方法名称作为事务名称
• tm.getTransaction 这段方法会去开启以一个事务，最终会得到一个TransactionStatus对象

接下来查看AbstractPlatformTransactionManager实现类的getTransaction方法，随后调用真正执行doGetTransaction获取事务的方法，每一个数据源对象都是新创建的，随后会resource的ThreadLocal数据源中获取这个事务，返回一个ConnectionHolder对象

其他逻辑如下，判断传进来的属性是否为空，要创建的事务是否已经存在，事务的超时时间是否过时等。因为所有新创建的事务都会加入到一个resource的ThreadLocal副本变量中，因此要知道事务是否已经存在，那么只需要去这个ThreadLocal中获取即可

然后继续往下走，有一段传播机制的设置，首先判断事务的传播机制是不是 PROPAGATION_MANDATORY 类型的，表示事务是必须开启的，如果当前事务不存在，那么就会直接抛异常

if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY) {
	throw new IllegalTransactionStateException(
		"No existing transaction found for transaction marked with propagation 'mandatory'");
}

当然如果事务的传播机制是 PROPAGATION_REQUIRED、PROPAGATION_REQUIRES_NEW、PROPAGATION_NESTED 这三种数据类型，后面会会调用一个 suspend 方法挂起当前事务的操作，这个挂起操作主要是针对传播机制的，在后面再讲。随后调用一个doBegin方法开启一个事务，然后讲事务线程绑定到线程副本变量中

2.1.1，dobegin执行事务开启

接下来就是真正的开启事务的方法doBegin方法，接下来查看这个dobegin到底是如何开启的，首先就是获取到数据库的Connection连接，然后将数据库连接包装成一个ConnectionHolder对象里面，随后就是设置隔离级别。这里调用setConnectionHolder方法时的第二个参数设置为true，表示数据源是第一次连接

接着上面的代码继续，会设置是否手动提交，设置事务是否为只读事务，设置超时时间，最后将数据源绑定到同步管理器上面，将数据源datasource作为key，数据库的连接Connection作为value

也就是说会将数据源和数据库连接作为key-value，设置到线程ThreadLocal中，通过上面的bindResource方法可以定位到这个resources，就是一个ThreadLocal线程

private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources = new NamedThreadLocal<>("Transactional resources");

2.2，提交事务

依旧得回归到这个 invokeWithinTransaction 方法，在事务创建之后，接下来查看这个提交事务是如何实现的

接下来直接看这个 commitTransactionAfterReturning 方法，重点是这个commit方法

protected void commitTransactionAfterReturning(@Nullable TransactionInfo txInfo) {
	if (txInfo != null && txInfo.getTransactionStatus() != null) {
		txInfo.getTransactionManager().commit(txInfo.getTransactionStatus());
	}
}

在这个commit提交的代码中，会对一些属性进行判断，如有没有手动回滚之类的，没有的话就会执行processCommit进行真正的提交。

最后就是真正的执行这个commit提交的操作，首先会执行一些预提交的操作，最后真正的执行doCommit的操作，通过调用底层的jdbc这些进行提交。这里进行提交前会做一个判断，就是判断当前的status是不是一个新建的事务，就比如3里面的这个例子，在insert这个加了事务的方法里面又调了一个加了事务的build方法，在执行build方法的时候，那么这个事务就不是新建的，而是insert的事务，因此也不会执行这个doCommit提交的方法

在提交之后，会执行一个cleanupAfterCompletion方法，主要用于恢复被挂起的线程，让被挂起的线程获得资源。如在出现事务传播属性的时候，就可能挂起前一个事务，那么在这里就是用于恢复这个被挂起的事务，会通过调用resume方法实现，将之前挂起时所封装的对象恢复成一个事务

cleanupAfterCompletion();

最后通过执行doResume方法获取挂起事务的对象，并将一些事务的隔离级别、名称等也设置进去

2.3，回滚事务

依旧得回归到这个 invokeWithinTransaction 方法，在事务创建之后，接下来查看这个回滚事务是如何实现的

接下来直接查看这个 completeTransactionAfterThrowing 方法，比如说在执行sql的时候抛了异常，那么就会执行这个回滚的方法，回滚方法流程如下：

• 由于在设置rollback时，可以设置在什么异常类下面进行回滚，因此第一步会判断抛的异常是否属于设置的这个类的数据类型，如判断是否是空指针类型这种，不属于则直接提交，提交事务就走上面2.2的流程
• 如果抛的异常时设置的回滚类型，那么就会直接的调用这个rollback进行回滚

protected void completeTransactionAfterThrowing(@Nullable TransactionInfo txInfo, Throwable ex) {
	if (txInfo != null && txInfo.getTransactionStatus() != null) {
		//判断抛出的异常是不是我们需要回滚的异常
		if (txInfo.transactionAttribute != null && txInfo.transactionAttribute.rollbackOn(ex)) {
			try {
				//回滚
				txInfo.getTransactionManager().rollback(txInfo.getTransactionStatus());
			}
			catch (TransactionSystemException ex2) {
			}
		}
		else { //不是
			try {
				//提交事务
				txInfo.getTransactionManager().commit(txInfo.getTransactionStatus());
			}
			catch (TransactionSystemException ex2) {
			}
		}
	}
}

在rollback方法中，主要有一个核心方法processRollback，用于执行回滚

在这个 processRollback 方法中，也是会和提交一样，判断当前事务是不是一个新建的事务，如果是的话那么会执行真正的 doRollback 方法，底层也比较简单，就是调用jdbc的rollback回滚方法进行回滚

最后也会和commit提交方法一样，对有挂起的事务进行恢复，会通过调用resume方法实现，将之前挂起时所封装的对象恢复成一个事务

cleanupAfterCompletion(status);

3，总结

spring事务主要是通过 EnableTransactionManagement 注解开启，开启之后会注册一个bean的后置处理器，去扫描所有加了@Trancational的类或者方法，利用spring的aop将这些bean全部注册成一个advisor，最后进行对每一个advisor的pointcut进行匹配，先匹配类和方法，再匹配pointcut，匹配成功之后创建动态代理去加载代理类，从而执行去开启一个事务，将事务的datasource数据源和Connection连接存ThreadLocal中，然后设置一些事务的名称，隔离级别，传播属性等，最后底层调用jdbc的commit进行提交或者rollback进行回滚