[JavaEE - JPA] 3. Spring Framework中的事務管理

前文討論了事務劃分(Transaction Demarcation)在EJB中是如何實現的，本文繼續介紹在spring Framework中是如何完成事務劃分的。

我們已經知道了當採用Container事務類型的時候，事務劃分主要有以下兩種方案(參考這裏)：

使用JTA接口在應用中編碼完成顯式劃分
在容器的幫助下完成自動劃分

在使用JavaEE的EJB規範時，這兩種方案分別被實現爲BMT以及CMT，關於BMT和CMT在上一篇文章中有比較詳盡的討論(參考這裏)。

那麼對於Spring Framework而言，又是如何來實現上述兩種方案的呢。

Spring Framework的主要優勢之一就是屏蔽了底層容器的很多實現細節，它甚至會在JavaEE的標準之上進行一些封裝，來最大程度地做到平臺無關，容器無關。在使用Spring Framework開發JavaEE應用的時候，對底層容器的依賴並不明顯。因此它並沒有像EJB那樣當採用基於Container的事務類型時，嚴重地依賴於JTA這一規範。它通過提供下面兩種實現方案完成了對於事務的劃分：

聲明式的事務管理(Declarative Transaction Management)
編程式的事務管理(Programmatic Transaction Management)

雖然名字叫法不同，但是本質是差不多的。

第一種，聲明式的事務管理，目的就是要幫助開發人員完成事務的自動劃分。這一點和EJB CMT非常類似。第二種，編程式的事務管理，目的就是讓開發人員能夠有辦法自行控制事務應該如何進行。這一點和EJB BMT非常類似。

Spring Framework事務管理概要

在介紹具體的聲明式以及編程式這兩種事務管理方案之前，還是需要簡單介紹一下Spring Framework是如何進行事務管理的。

在傳統的JavaEE中，開發人員一般可以採用兩種事務類型：

Resource-local 本地事務
Global 全局事務 (一般需要應用服務器提供的容器環境，所以也稱爲Container事務)

對於本地事務而言，它沒有辦法針對多個事務性資源，往往只能針對單一的事務資源。而且它也過於底層，對於業務邏輯的侵入性很強，這一點寫過基於JDBC應用的同學都知道，20行代碼裏面可能只有5行是業務相關的，剩下15行都用來處理事務和相關異常了。所以這樣的代碼很難維護，看上去也不那麼優雅。

對於全局事務而言，它克服了本地事務的缺點，能夠處理多個事務性資源(典型的比如數據庫，消息隊列等)。但是它依賴於笨重的JTA(Java Transaction API)，這一套和事務相關的API用起來也是讓人叫苦不迭，和JDBC類似，都有太過底層的問題。更重要的是，JTA一般是應用服務器纔會提供的服務，因此使用全局事務的條件也算是比較苛刻。

所以針對以上的種種痛點，Spring Framework建立了一套關於事務的抽象。讓開發人員可以在任何環境中方便地使用事務來管理資源。甚至在一般情況下連應用服務器也不需要了，使用一般的Web容器即可，比如流行的Tomcat(只有在需要同時處理多個事務性資源的情況下，纔可能需要使用應用服務器，但是一般的應用顯然沒有那麼複雜)。

Spring Framework對事務的抽象

Spring Framework通過引入一個名爲事務策略(Transaction Strategy)的概念來建立這個抽象。具體而言，表現爲下面這個接口：

public interface PlatformTransactionManager {
    TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition) throws TransactionException;
    void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager接口本質上是一個服務提供接口(Service Provider Interface, SPI)。這也算是實現系統擴展性的一種經典設計模式了，具體可以參考維基百科。比如我們所熟知的JDBC就是依賴於這一模式，各種數據庫廠商都實現了JDBC SPI中的功能從而使他們的數據庫能夠和Java應用通信。

接口中定義的每個方法都可能會拋出一個名爲TransactionException的異常，這個異常不像是JTA的相關接口中定義的那些異常基本上都是受檢異常(Checked Exception)，而TransactionException是一個運行時異常(Runtime Exception)。這也反映出了Spring Framework的設計原則，儘量不給開發人員添亂。畢竟處理事務相關的異常可不是一門輕鬆活。一般而言都是直接拋出去，誰有能力處理交給誰吧。所以這裏將異常定義爲運行時異常默認了開發人員不會處理它，當然如果有能力處理的話加上try…catch語句就好了。

下面簡要介紹一下上述接口中的三個方法：

TransactionStatus getTransaction(TransactionDefinition definition) throws TransactionException;

這裏有出現了兩個新概念。
接受的參數是TransactionDefinition接口，返回的對象是TransactionStatus接口。

在TransactionDefinition接口的文檔中，有這麼一段話：

Interface that defines Spring-compliant transaction properties.
Based on the propagation behavior definitions analogous to EJB CMT attributes.

翻譯一下就是：這個接口定義了Spring兼容的事務屬性。這些屬性類似於EJB CMT中關於事務傳播(Transaction Propagation)行爲的定義。而這個事務傳播實際上就是指的@TransactionAttribute中定義的那些個屬性，諸如MANDATORY，REQUIRED，REQUIRES_NEW等，詳情可以參考這裏。

知道了這一點，再來看看裏面定義了些什麼：

public interface TransactionDefinition {
    // 傳播屬性
    int PROPAGATION_REQUIRED = 0;
    int PROPAGATION_SUPPORTS = 1;
    int PROPAGATION_MANDATORY = 2;
    int PROPAGATION_REQUIRES_NEW = 3;
    int PROPAGATION_NOT_SUPPORTED = 4;
    int PROPAGATION_NEVER = 5;
    int PROPAGATION_NESTED = 6;
    // 隔離屬性
    int ISOLATION_DEFAULT = -1;
    int ISOLATION_READ_UNCOMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED;
    int ISOLATION_READ_COMMITTED = Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED;
    int ISOLATION_REPEATABLE_READ = Connection.TRANSACTION_REPEATABLE_READ;
    int ISOLATION_SERIALIZABLE = Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE;
    // 超時屬性
    int TIMEOUT_DEFAULT = -1;

    // 行爲
    int getPropagationBehavior();
    int getIsolationLevel();
    int getTimeout();
    boolean isReadOnly();
    String getName();
}

可見，這個接口裏面定義了各種屬性，同時也定義了獲取一個事務屬性的方法。所以將該接口作爲上述getTransaction方法的參數，目的就很清晰了：根據所描述事務的屬性來獲取具體的事務。就好比傳入一個config對象，得到一個符合該config定義的對象那樣。

然後，方法返回的TransactionStatus又是啥呢：

public interface TransactionStatus extends SavepointManager, Flushable {
    boolean isNewTransaction();
    boolean hasSavepoint();
    void setRollbackOnly();
    boolean isRollbackOnly();
    void flush();
    boolean isCompleted();
}

這就很明顯了，它和之前介紹過的JTA提供用於實現BMT的UserTransaction相似度很高。它代表的就是一個當前執行線程所關聯的一個具體事務對象。根據TransactionDefinition所定義的事務屬性，這個具體的事務對象可以是一個剛剛創建的(當傳播屬性定義爲PROPAGATION_REQUIRES_NEW時)，也可以是複用的一個事務對象(當傳播屬性定義爲PROPAGATION_SUPPORTS或者PROPAGATION_REQUIRED並且確實運行在事務環境中時)。

PlatformTransactionManager接口中剩下的兩個方法commit()和rollback()看名字就知道它們怎麼用了，因此不再一一介紹了。

PlatformTransactionManager接口的實現是需要根據具體的環境而被注入到運行時環境中的，比如JTA，JDBC，hibernate等。關於具體的注入方法可以參考Spring Framework的相關文檔，這裏就不再細說。

聲明式的事務管理(Declarative Transaction Management)

值得一體的是，Spring Framework是通過AOP(面向切面編程，Aspect-Oriented Programming)技術來實現聲明式的事務管理的。關於AOP，如果想要了解更多可以參考Wiki。

其實Spring Framework在實現聲明式的事務管理時，多少也借鑑了一些EJB CMT的實現方式，取其精華去其糟粕。那麼將它和EJB CMT比較的話，主要有以下幾個方面的提高：

不再像EJB CMT那樣侷限於JTA。Spring Framework提供的聲明式事務管理能夠運行在幾乎任何主流環境下，比如JTA，JDBC，Hibernate等。開發人員所需要做的只是根據底層環境提供相應的配置即可。
可以對任何類使用聲明式事務管理，而不像EJB CMT那樣只能對有限的幾種類型，比如@Stateful，@Stateless等會話Bean。
聲明式的回滾規則，比如指定拋出了哪些類型的異常時才發生回滾。這一特性是EJB CMT中不存在的。
通過AOP技術定製化事務行爲，比如在事務發生回滾的時候執行自定義代碼。而在EJB CMT中對於回滾你能做的僅僅是調用setRollbackOnly()。

和EJB CMT比較相近的一點是，它們都在發生了運行時異常(Runtime Exception)時會觸發回滾操作，但是對於受檢異常(Checked Exception)是不會主動回滾的，一般的理解是需要開發人員來處理，在catch語句中顯式地執行回滾操作。

說的這麼好聽，那麼如何使用聲明式的事務管理呢。其實用法很簡單，就兩個步驟(以註解配置方式爲例)：
1. 在@Configuration的JavaConfig類中使用@EnableTransactionManagement
2. 在需要使用事務的類或者方法上使用@Transactional

要想理解它是如何實現的，首先需要了解AOP Proxy這一概念。也就是說，在開發人員聲明瞭@Transactional之後，Spring Framework會利用AOP技術生成一個代理對象(Proxy)，這個代理對象使用TransactionInterceptor並結合PlatformTransactionManager來實現事務的相關功能。

可以用下面這張圖來表示：

在Spring Framework沒有介入之前，只存在上圖中的調用者和目標方法這兩個部分。而在介入後利用AOP以及動態代理技術首先爲方法所在對象創建了一個代理對象，然後根據配置生成各種AOP任務，如上圖中的事務Advisor以及其它類型的Advisor(日誌任務等)。然後在真正發生方法調用的時候，調用的順序如上圖中的數字1-8。在事務Advisor被執行的時候(步驟2)纔會真正創建事務，然後在步驟4執行的是業務邏輯。隨後執行流程開始依次返回，到步驟7發生的時候事務會根據其是否成功而提交或者是回滾。

對於具體的基於XML以及註解的配置方法，可以查看Spring Framework Transaction部分的相關文檔。

編程式的事務管理(Programmatic Transaction Management)

Spring Framework提供了兩種方法來支持編程式的事務管理：

TransactionTemplate
PlatformTransactionManager

推薦使用第一種方式。TransactionTemplate在形式上類似於Spring JDBC中提供的JdbcTemplate，封裝了很多模板代碼，讓開發人員可以專注到業務邏輯的開發上。第二種類似於JTA中提供的UserTransaction，但是簡化了部分異常處理。

利用`TransactionTemplate`完成編程式事務管理

下面是一段使用TransactionTemplate完成編程式事務管理的代碼片段(下面的摘自Spring Framework官方文檔)：

public class SimpleService implements Service {
    // 共享的TransactionTemplate實例
    private final TransactionTemplate transactionTemplate;
    // 利用構造器注入將PlatformTransactionManager的實現注入到類中
    public SimpleService(PlatformTransactionManager transactionManager) {
        Assert.notNull(transactionManager, "The 'transactionManager' argument must not be null.");
        this.transactionTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager);
    }
    public Object someServiceMethod() {
        return transactionTemplate.execute(new TransactionCallback() {
            // 此方法中的代碼會在事務上下文中執行
            public Object doInTransaction(TransactionStatus status) {
                updateOperation1();
                return resultOfUpdateOperation2();
            }
        });
    }
}

使用了回調的風格完成了編程式的事務管理，其中比較關鍵的是TransactionCallback類的匿名實現，它作爲參數傳入到TransactionTemplate的execute方法中。

如果事務相關代碼並沒有返回值，那麼可以使用不帶參數的TransactionCallbackWithoutResult類的匿名實現。

transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
    protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
        try {
            updateOperation1();
            updateOperation2();
        } catch (SomeBusinessExeption ex) {
            // 發生異常時，回滾事務
            status.setRollbackOnly();
        }
    }
});

利用`PlatformTransactionManager`完成編程式事務管理

可以在獲取到PlatformTransactionManager的實現後通過下面的邏輯完成事務管理：

DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
// 只有在編程式事務管理中才能設置事務的名稱
def.setName("SomeTxName");
def.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);
TransactionStatus status = txManager.getTransaction(def);
try {
    // 執行業務邏輯
}
catch (MyException ex) {
    txManager.rollback(status);
    throw ex;
}
txManager.commit(status);

總結

本文簡要介紹了Spring Framework中的事務管理。它是如何創建出和具體底層環境無關的抽象層，以及如何使用聲明式/編程式來完成事務管理的。介紹的比較簡要，資料參考自Spring Framework官方文檔。如需要具體的配置方法和更多的例子，可以直接參考上述文檔。

原文地址：http://blog.csdn.net/dm_vincent/article/details/52615499

[JavaEE - JPA] 3. Spring Framework中的事務管理

Spring Framework事務管理概要

Spring Framework對事務的抽象

聲明式的事務管理(Declarative Transaction Management)

編程式的事務管理(Programmatic Transaction Management)

利用`TransactionTemplate`完成編程式事務管理

利用`PlatformTransactionManager`完成編程式事務管理

總結

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Spring Framework事務管理概要

Spring Framework對事務的抽象

聲明式的事務管理(Declarative Transaction Management)

編程式的事務管理(Programmatic Transaction Management)

利用TransactionTemplate完成編程式事務管理

利用PlatformTransactionManager完成編程式事務管理

總結

利用`TransactionTemplate`完成編程式事務管理

利用`PlatformTransactionManager`完成編程式事務管理