Spring系列：基于Spring-Jdbc实现事务

一、事务基本概念

①什么是事务

数据库事务( transaction)是访问并可能操作各种数据项的一个数据库操作序列，这些操作要么全部执行,要么全部不执行，是一个不可分割的工作单位。事务由事务开始与事务结束之间执行的全部数据库操作组成。

②事务的特性

A：原子性(Atomicity)

一个事务(transaction)中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不会结束在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样。

C：一致性(Consistency)

事务的一致性指的是在一个事务执行之前和执行之后数据库都必须处于一致性状态。

如果事务成功地完成，那么系统中所有变化将正确地应用，系统处于有效状态。

如果在事务中出现错误，那么系统中的所有变化将自动地回滚，系统返回到原始状态。

I：隔离性(Isolation)

指的是在并发环境中，当不同的事务同时操纵相同的数据时，每个事务都有各自的完整数据空间。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。事务查看数据更新时，数据所处的状态要么是另一事务修改它之前的状态，要么是另一事务修改它之后的状态，事务不会查看到中间状态的数据。

D：持久性(Durability)

指的是只要事务成功结束，它对数据库所做的更新就必须保存下来。即使发生系统崩溃，重新启动数据库系统后，数据库还能恢复到事务成功结束时的状态。

二、编程式事务

事务功能的相关操作全部通过自己编写代码来实现：

Connection conn = ...;try {// 开启事务：关闭事务的自动提交conn.setAutoCommit(false);// 核心操作// 提交事务conn.commit();}catch(Exception e){// 回滚事务conn.rollBack();}finally{// 释放数据库连接conn.close();}

编程式的实现方式存在缺陷：

• 细节没有被屏蔽：具体操作过程中，所有细节都需要程序员自己来完成，比较繁琐。
• 代码复用性不高：如果没有有效抽取出来，每次实现功能都需要自己编写代码，代码就没有得到复用。

三、声明式事务

既然事务控制的代码有规律可循，代码的结构基本是确定的，所以框架就可以将固定模式的代码抽取出来，进行相关的封装。

封装起来后，我们只需要在配置文件中进行简单的配置即可完成操作。

• 好处1：提高开发效率
• 好处2：消除了冗余的代码
• 好处3：框架会综合考虑相关领域中在实际开发环境下有可能遇到的各种问题，进行了健壮性、性能等各个方面的优化

所以，我们可以总结下面两个概念：

• 编程式：自己写代码实现功能
• 声明式：通过配置让框架实现功能

前期准备

①创建表

create database spring;
use  spring;
CREATE TABLE `t_book` (`book_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',`book_name` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '图书名称',`price` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '价格',`stock` int(10) unsigned DEFAULT NULL COMMENT '库存（无符号）',PRIMARY KEY (`book_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8;
insert  into `t_book`(`book_id`,`book_name`,`price`,`stock`) values (1,'斗破苍穹',80,100),(2,'斗罗大陆',50,100);
CREATE TABLE `t_user` (`user_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',`username` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '用户名',`balance` int(10) unsigned DEFAULT NULL COMMENT '余额（无符号）',PRIMARY KEY (`user_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;
insert  into `t_user`(`user_id`,`username`,`balance`) values (1,'admin',50);

四、基于注解的声明式事务

①搭建子模块

搭建子模块：spring-jdbc-tx

②加入依赖

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><parent><groupId>com.mcode.spring6</groupId><artifactId>java-spring6</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></parent><groupId>com.mcode</groupId><artifactId>java-jdbc-tx</artifactId><packaging>jar</packaging><name>java-jdbc-tx</name><url>http://maven.apache.org</url><properties><project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding><maven.compiler.source>17</maven.compiler.source><maven.compiler.target>17</maven.compiler.target></properties><dependencies><!--spring context依赖--><!--当你引入Spring Context依赖之后，表示将Spring的基础依赖引入了--><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-context</artifactId><version>6.0.13</version></dependency><!--spring jdbc  Spring 持久化层支持jar包--><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-jdbc</artifactId><version>6.0.13</version></dependency><!-- 基于xml实现的声明式事务，必须引入aspectJ的依赖,注解声明的事务无需引入 --><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-aspects</artifactId><version>6.0.13</version></dependency><!-- MySQL驱动 --><dependency><groupId>com.mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-j</artifactId><version>8.0.33</version></dependency><!-- 数据源 --><dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>druid</artifactId><version>1.2.19</version></dependency><!--spring对junit的支持相关依赖--><dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-test</artifactId><version>6.0.13</version></dependency><!--junit5测试--><dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter-api</artifactId><version>5.9.3</version></dependency></dependencies>
</project>

③创建jdbc.properties

jdbc.username=root
jdbc.password=123456
jdbc.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/spring?characterEncoding=utf8&useSSL=false
jdbc.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver

④创建spring配置类

package com.mcode.tx.config;import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.PropertySource;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;import javax.sql.DataSource;/*** ClassName: SpringConfig* Package: com.mcode.tx.config* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/
@Configuration
@ComponentScan("com.mcode.tx")
@PropertySource("classpath:jdbc.properties")
@EnableTransactionManagement
public class SpringConfig {@Value("${jdbc.url}")private String url;@Value("${jdbc.driverClassName}")private String driverClassName;@Value("${jdbc.username}")private String username;@Value("${jdbc.password}")private String password;@Beanpublic DataSource dataSource(){DruidDataSource ds = new DruidDataSource();ds.setUrl(url);ds.setDriverClassName(driverClassName);ds.setUsername(username);ds.setPassword(password);return ds;}@Beanpublic JdbcTemplate jdbcTemplate(DataSource dataSource){JdbcTemplate jdbcTemplate = new JdbcTemplate();jdbcTemplate.setDataSource(dataSource);return jdbcTemplate;}@Beanpublic DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager(DataSource dataSource){DataSourceTransactionManager dataSourceTransactionManager =new DataSourceTransactionManager();dataSourceTransactionManager.setDataSource(dataSource);return dataSourceTransactionManager;}
}

⑤创建BookDao接口

package com.mcode.tx.dao;/*** ClassName: BookDao* Package: com.mcode.tx.dao* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/public interface BookDao {Integer getPriceByBookId(Integer bookId);void updateStock(Integer bookId);void updateBalance(Integer userId,Integer price);
}

⑥创建BookDaoImpl实现类

package com.mcode.tx.dao.impl;import com.mcode.tx.dao.BookDao;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.stereotype.Repository;/*** ClassName: BookDaoImpl* Package: com.mcode.tx.dao.impl* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/
@Repository
public class BookDaoImpl implements BookDao {@Autowiredprivate JdbcTemplate jdbcTemplate;@Overridepublic Integer getPriceByBookId(Integer bookId) {String sql = "select price from t_book where book_id=?";Integer price = jdbcTemplate.queryForObject(sql, Integer.class, bookId);return price;}@Overridepublic void updateStock(Integer bookId) {String sql = "update t_book set stock = stock -1 where book_id=?";jdbcTemplate.update(sql, bookId);}@Overridepublic void updateBalance(Integer userId, Integer price) {String sql = "update t_user set balance = balance - ? where user_id=?";//int i = 1 / 0;jdbcTemplate.update(sql, price, userId);}
}

⑦创建BookService接口

package com.mcode.tx.service;/*** ClassName: BookService* Package: com.mcode.tx.service* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/
public interface BookService {void buyBook(Integer bookId, Integer userId);
}

⑧创建BookService实现类

package com.mcode.tx.service.impl;import com.mcode.tx.dao.BookDao;
import com.mcode.tx.service.BookService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;/*** ClassName: BookServiceImpl* Package: com.mcode.tx.service.impl* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/
@Service
public class BookServiceImpl implements BookService {@Autowiredprivate BookDao bookDao;@Override@Transactionalpublic void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);bookDao.updateStock(bookId);bookDao.updateBalance(userId, price);}
}

⑨创建BookController控制器

package com.mcode.tx.controller;import com.mcode.tx.service.BookService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;/*** ClassName: BookController* Package: com.mcode.tx.controller* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/
@Controller
public class BookController {@Autowiredprivate BookService bookService;public void buyBook(Integer bookId,Integer userId){bookService.buyBook(bookId, userId);}
}

@Transactional注解标识的位置

@Transactional标识在方法上，则只会影响该方法

@Transactional标识的类上，则会影响类中所有的方法

事务属性：只读

①介绍

对一个查询操作来说，如果我们把它设置成只读，就能够明确告诉数据库，这个操作不涉及写操作。这样数据库就能够针对查询操作来进行优化。

②使用方式

@Transactional(readOnly = true)
public void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {//查询图书的价格Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);//更新图书的库存bookDao.updateStock(bookId);//更新用户的余额bookDao.updateBalance(userId, price);//System.out.println(1/0);
}

③注意

对增删改操作设置只读会抛出下面异常：

Caused by: java.sql.SQLException: Connection is read-only. Queries leading to data modification are not allowed

事务属性：超时

①介绍

事务在执行过程中，有可能因为遇到某些问题，导致程序卡住，从而长时间占用数据库资源。而长时间占用资源，大概率是因为程序运行出现了问题（可能是Java程序或MySQL数据库或网络连接等等）。此时这个很可能出问题的程序应该被回滚，撤销它已做的操作，事务结束，把资源让出来，让其他正常程序可以执行。

概括来说就是一句话：超时回滚，释放资源。

②使用方式

//超时时间单位秒
@Transactional(timeout = 3)
public void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(5);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}//查询图书的价格Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);//更新图书的库存bookDao.updateStock(bookId);//更新用户的余额bookDao.updateBalance(userId, price);//System.out.println(1/0);
}

③观察结果

执行过程中抛出异常：

org.springframework.transaction.TransactionTimedOutException: Transaction timed out: deadline was Fri Jun 04 16:25:39 CST 2022

事务属性：回滚策略

①介绍

声明式事务默认只针对运行时异常回滚，编译时异常不回滚。

可以通过@Transactional中相关属性设置回滚策略

• rollbackFor属性：需要设置一个Class类型的对象

• rollbackForClassName属性：需要设置一个字符串类型的全类名

• noRollbackFor属性：需要设置一个Class类型的对象

• rollbackFor属性：需要设置一个字符串类型的全类名

②使用方式

@Transactional(noRollbackFor = ArithmeticException.class)
//@Transactional(noRollbackForClassName = "java.lang.ArithmeticException")
public void buyBook(Integer bookId, Integer userId) {//查询图书的价格Integer price = bookDao.getPriceByBookId(bookId);//更新图书的库存bookDao.updateStock(bookId);//更新用户的余额bookDao.updateBalance(userId, price);System.out.println(1/0);
}

③观察结果

虽然购买图书功能中出现了数学运算异常（ArithmeticException），但是我们设置的回滚策略是，当出现ArithmeticException不发生回滚，因此购买图书的操作正常执行

事务属性：隔离级别

①介绍

数据库系统必须具有隔离并发运行各个事务的能力，使它们不会相互影响，避免各种并发问题。一个事务与其他事务隔离的程度称为隔离级别。SQL标准中规定了多种事务隔离级别，不同隔离级别对应不同的干扰程度，隔离级别越高，数据一致性就越好，但并发性越弱。

隔离级别一共有四种：

• 读未提交：READ UNCOMMITTED

  允许Transaction01读取Transaction02未提交的修改。

• 读已提交：READ COMMITTED、

  要求Transaction01只能读取Transaction02已提交的修改。

• 可重复读：REPEATABLE READ

  确保Transaction01可以多次从一个字段中读取到相同的值，即Transaction01执行期间禁止其它事务对这个字段进行更新。

• 串行化：SERIALIZABLE

  确保Transaction01可以多次从一个表中读取到相同的行，在Transaction01执行期间，禁止其它事务对这个表进行添加、更新、删除操作。可以避免任何并发问题，但性能十分低下。

各个隔离级别解决并发问题的能力见下表：

各种数据库产品对事务隔离级别的支持程度：

②使用方式

@Transactional(isolation = Isolation.DEFAULT)//使用数据库默认的隔离级别
@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)//读未提交
@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)//读已提交
@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)//可重复读
@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)//串行化

事务属性：传播行为

①介绍

什么是事务的传播行为？

在service类中有a()方法和b()方法，a()方法上有事务，b()方法上也有事务，当a()方法执行过程中调用了b()方法，事务是如何传递的？合并到一个事务里？还是开启一个新的事务？这就是事务传播行为。

一共有七种传播行为：

• REQUIRED：支持当前事务，如果不存在就新建一个(默认)【没有就新建，有就加入】
• SUPPORTS：支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行**【有就加入，没有就不管了】**
• MANDATORY：必须运行在一个事务中，如果当前没有事务正在发生，将抛出一个异常**【有就加入，没有就抛异常】**
• REQUIRES_NEW：开启一个新的事务，如果一个事务已经存在，则将这个存在的事务挂起**【不管有没有，直接开启一个新事务，开启的新事务和之前的事务不存在嵌套关系，之前事务被挂起】**
• NOT_SUPPORTED：以非事务方式运行，如果有事务存在，挂起当前事务**【不支持事务，存在就挂起】**
• NEVER：以非事务方式运行，如果有事务存在，抛出异常**【不支持事务，存在就抛异常】**
• NESTED：如果当前正有一个事务在进行中，则该方法应当运行在一个嵌套式事务中。被嵌套的事务可以独立于外层事务进行提交或回滚。如果外层事务不存在，行为就像REQUIRED一样。【有事务的话，就在这个事务里再嵌套一个完全独立的事务，嵌套的事务可以独立的提交和回滚。没有事务就和REQUIRED一样。】

②测试

创建接口CheckoutService：

package com.mcode.tx.service;/*** ClassName: CheckoutService* Package: com.mcode.tx.service* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/
public interface CheckoutService {void checkout(Integer[] bookIds, Integer userId);
}

创建实现类CheckoutServiceImpl：

package com.mcode.tx.service.impl;import com.mcode.tx.service.BookService;
import com.mcode.tx.service.CheckoutService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;/*** ClassName: CheckoutServiceImpl* Package: com.mcode.tx.service.impl* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/
@Service
public class CheckoutServiceImpl implements CheckoutService {@Autowiredprivate BookService bookService;@Override@Transactionalpublic void checkout(Integer[] bookIds, Integer userId) {for (Integer bookId : bookIds) {bookService.buyBook(bookId, userId);}}
}

在BookController中添加方法：

@Autowired
private CheckoutService checkoutService;public void checkout(Integer[] bookIds, Integer userId){checkoutService.checkout(bookIds, userId);
}

在数据库中将用户的余额修改为100元

③观察结果

可以通过@Transactional中的propagation属性设置事务传播行为

修改BookServiceImpl中buyBook()上，注解@Transactional的propagation属性

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)，默认情况，表示如果当前线程上有已经开启的事务可用，那么就在这个事务中运行。经过观察，购买图书的方法buyBook()在checkout()中被调用，checkout()上有事务注解，因此在此事务中执行。所购买的两本图书的价格为80和50，而用户的余额为100，因此在购买第二本图书时余额不足失败，导致整个checkout()回滚，即只要有一本书买不了，就都买不了

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)，表示不管当前线程上是否有已经开启的事务，都要开启新事务。同样的场景，每次购买图书都是在buyBook()的事务中执行，因此第一本图书购买成功，事务结束，第二本图书购买失败，只在第二次的buyBook()中回滚，购买第一本图书不受影响，即能买几本就买几本。

测试

添加TxBoolAnnotationTest类

package com.mcode.tx;import com.mcode.tx.config.SpringConfig;
import com.mcode.tx.controller.BookController;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.junit.jupiter.SpringJUnitConfig;/*** ClassName: TxBoolAnnotationTest* Package: com.mcode.tx* Description:** @Author: robin* @Version: v1.0*/
@SpringJUnitConfig(SpringConfig.class)
public class TxBoolAnnotationTest {@Autowiredprivate BookController bookController;@Testpublic void testBuyBook() {bookController.buyBook(1, 1);}@Testpublic void testCheckout() {bookController.checkout(new Integer[]{1, 2}, 1);}
}

五、基于XML的声明式事务

添加Spring配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/context https://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd http://www.springframework.org/schema/aop https://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd"><!--    排除SpringConfig配置文件--><context:component-scan base-package="com.mcode.tx"><context:exclude-filter type="assignable" expression="com.mcode.tx.config.SpringConfig"/></context:component-scan><context:property-placeholder location="classpath:jdbc.properties"/><bean id="druidDataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"><property name="url" value="${jdbc.url}"/><property name="driverClassName" value="${jdbc.driverClassName}"/><property name="username" value="${jdbc.username}"/><property name="password" value="${jdbc.password}"/></bean><bean class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate" id="jdbcTemplate"><property name="dataSource" ref="druidDataSource"/></bean><bean id="transactionManager"class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager"><property name="dataSource" ref="druidDataSource"/></bean><!--    <tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>--><aop:config><!-- 配置事务通知和切入点表达式 --><aop:advisor advice-ref="txAdvice"pointcut="execution(* com.mcode.tx.service.impl.*.*(..))"/></aop:config><!-- tx:advice标签：配置事务通知 --><!-- id属性：给事务通知标签设置唯一标识，便于引用 --><!-- transaction-manager属性：关联事务管理器 --><tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager"><tx:attributes><!-- tx:method标签：配置具体的事务方法 --><!-- name属性：指定方法名，可以使用星号代表多个字符 --><tx:method name="get*" read-only="true"/><tx:method name="query*" read-only="true"/><tx:method name="find*" read-only="true"/><!-- read-only属性：设置只读属性 --><!-- rollback-for属性：设置回滚的异常 --><!-- no-rollback-for属性：设置不回滚的异常 --><!-- isolation属性：设置事务的隔离级别 --><!-- timeout属性：设置事务的超时属性 --><!-- propagation属性：设置事务的传播行为 --><tx:method name="save*" read-only="false" rollback-for="java.lang.Exception"propagation="REQUIRES_NEW"/><tx:method name="update*" read-only="false" rollback-for="java.lang.Exception"propagation="REQUIRES_NEW"/><tx:method name="delete*" read-only="false" rollback-for="java.lang.Exception"propagation="REQUIRES_NEW"/></tx:attributes></tx:advice>
</beans>

注意：基于xml实现的声明式事务，必须引入aspectJ的依赖

<dependency><groupId>org.springframework</groupId><artifactId>spring-aspects</artifactId><version>6.0.13</version>
</dependency>