Spring 事务 @Transactional 底层原理

发布于: 2020 年 05 月 25 日
Spring事务@Transactional底层原理

最近同事发现一个业务状态部分更新的bug,这个bug会导致两张表的数据一致性问题。花了些时间去查问题的原因,现在总结下里面遇到的知识点原理。



问题一:事务没生效



我们先看一段实例代码,来说明下问题:



@Service
public class PaymentServiceImpl implements PaymentService {
    public void fetchLatestStatus(String trxId) {
      //1. do RPC request and get the payment status
      StatusResponse response = doRPC(trxId);
      //2. save request data
      saveRequest(response);
    }
    
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW, rollbackFor = Exception.class)
    public void updatePayment(StatusResponse response) {
      Payment pay = payRepository.findByTrxId(response.getTrxId);
      //do something to update payment record by response and persist
      pay.setStatus(success);
      payRepository.save(pay);
    }
}



在上面代理里,updatePayment方法的\@Transactional注解会失效,并没有新开一个事务去保存Payment对象。



开发中少不了用到事务注解@Transactional来管理事务,\@Transactional注解底层是基于Spring AOP来进行实现的。



我们来看两个典型的AOP应用场景:



  • 统一的验证用户逻辑





  • 反复使用的开启事务,关闭事务逻辑





原理分析



我们先复习下Spring AOP动态代理的原理。 AOP是一种通用的编程思想,Java里有2种实现方式:



  • Spring AOP,基于动态代理实现

- JDK代理

- Cglib代理

  • AspectJ,基于编译期实现





Spring AOP



  1. Spring实现AOP的方法则就是利用了动态代理机制实现的;

  2. 在应用系统调用声明@Transactional 的目标方法时,Spring Framework 默认使用 AOP 代理,在代码运行时生成一个代理对象ProxyObject,如:





整个事务的增强执行过程是这样的:



如上图所示 TransactionInterceptor (事务拦截器)在目标方法执行前后进行拦截,DynamicAdvisedInterceptor(CglibAopProxy 的内部类)的 intercept 方法或 JdkDynamicAopProxy 的 invoke 方法会间接调用 AbstractFallbackTransactionAttributeSource的 computeTransactionAttribute 方法,获取Transactional 注解的事务配置信息。



但是当发生方法内调用的时候,被调用的函数Class.transactionTask()尽管看起来加了事务注解,但是并没有执行代理类对应的方法ProxyClass.transactionTask(),导致注解跟没写一样。



@Transactional注解加在private修饰的方法也会一样的现象,原理其实一样的。



搞清楚了原理,问题的原因就清晰了: 这个问题的原因从表面来说,是因为在同一个Class内,非代理增强方法中调用了被\@Transactional注解增强的方法,注解会失效。背后的实际原因是Spring AOP是基于代理,同一个类内这样调用的话,只有第一次调用了动态代理生成的ProxyClass,之后调用是不带任何切面信息的方法本身,因为没有直接调用Spring生成的代理对象。



解决方法



updatePayment方法放到另外一个类里,让Spring自动为其生成代理对象,调用方就能调用到updatePayment对应的ProxyObject的方法了。



思考



我们还提到了AspectJ也是实现AOP的一种方式,那么AspectJ有这样的方法内调用失效问题吗?



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问题二:定时器运行没启动em



还是之前的一段代码,我们把updatePayment方法放在一个单独的类里。会发现之前payRepository.save(pay)必须显式声明保存,但是如果抽出来后就不用再写也能自动保存。



@Service
public class PaymentServiceImpl implements PaymentService {
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW, rollbackFor = Exception.class)
    public void updatePayment(StatusResponse response) {
      Payment pay = payRepository.findByTrxId(response.getTrxId);
      //do something to update payment record by response and persist
      pay.setStatus(success);
      //payRepository.save(pay);
      xxxRepository.save(xxx);
    }
}



这个区别需要知道Hibernet对Entity的状态管理机制,在Hibernet里一个对象有多种状态:





  • Transient 瞬时态:直接new出来的对象,既没有被保存到数据库中,也不处于session缓存中

  • Persistent 持久态:已经被保存到数据库中并且加入到session缓存中

  • Detached 游离态:已经被保存到数据库中但不处于session缓存中



通过findByTrxId查出来的Payment对象处于托管态,任何改变pay对象的操作比如pay.setStatus()都会在事务结束的时候自动提交。



另外同事发现一个有趣的区别:



在Controller调用PaymentServiceImpl.updatePayment\(\)不需要显式保存pay对象,也能持久化到数据库,然而用Spring的定时器调用就不会生效。



经过Debug发现,Spring框架在每个request通过OpenEntityManagerInViewInterceptorpreHandle方法里为每个request都建了一个EntityManager, 具体参见Spring源码:





在Spring配置里加上spring.jpa.open-in-view=false 就会关闭每个request的EntityManager,通过controller调用就和定时器现象一样了。



Open Session In View简称OSIV,是为了解决在mvc的controller中使用了hibernate的lazy load的属性时没有session抛出的LazyInitializationException异常。



对hibernate来说ToMany关系默认是延迟加载,而ToOne关系则默认是立即加载;而在mvc的controller中脱离了persisent contenxt,于是entity变成了detached状态,这个时候要使用延迟加载的属性时就会抛出LazyInitializationException异常,而Open Session In View 旨在解决这个问题。



Tips:



通过OSIV技术来解决LazyInitialization问题会导致open的session生命周期过长,它贯穿整个request,在view渲染完之后才能关闭session释放数据库连接;另外OSIV将service层的技术细节暴露到了controller层,造成了一定的耦合,因而不建议开启,对应的解决方案就是在controller层中使用dto,而非detached状态的entity,所需的数据不再依赖延时加载,在组装dto的时候根据需要显式查询。



总结



通过一个bug的例子,我们总结了:



  • @Transactional 的底层实现

  • Spring AOP的不同实现方式和原理

  • Hibernet的对象生命周期

  • Spring的OSIV机制的目的和弊端



如果觉得有所收获,麻烦帮我顺手点个在看吧,你的举手之劳对我来说就是最大的鼓励。 END\~



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