楼仔

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2022/04/14阅读:64主题:橙心

拜托!面试请不要再问我 @Transactional 的原理和坑

大家好,我是楼仔!

Java 后端面试的时候,面试官经常会问到 @Transactional 的原理,以及容易踩的坑,今天就带大家把这几块知识吃透。

这篇文章,会先讲述 @Transactional 的 4 种不生效的 Case,然后再通过源码解读,分析 @Transactional 的执行原理,以及部分 Case 不生效的真正原因。

项目准备

下面是 DB 数据和 DB 操作接口:

uid uname usex
1 张三
2 陈恒
3 楼仔
// 提供的接口
public interface UserDao {
    // select * from user_test where uid = "#{uid}"
    public MyUser selectUserById(Integer uid);
    // update user_test set uname =#{uname},usex = #{usex} where uid = #{uid}
    public int updateUser(MyUser user);
}

基础测试代码,testSuccess() 是事务生效的情况:

@Service
public class UserController {
    @Autowired
    private UserDao userDao;

    public void update(Integer id) {
        MyUser user = new MyUser();
        user.setUid(id);
        user.setUname("张三-testing");
        user.setUsex("女");
        userDao.updateUser(user);
    }

    public MyUser query(Integer id) {
        MyUser user = userDao.selectUserById(id);
        return user;
    }

    // 正常情况
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void testSuccess() throws Exception 
{
        Integer id = 1;
        MyUser user = query(id);
        System.out.println("原记录:" + user);
        update(id);
        throw new Exception("事务生效");
    }
}

事务不生效的几种 Case

主要讲解 4 种事务不生效的 Case:

  • 类内部访问:A 类的 a1 方法没有标注 @Transactional,a2 方法标注 @Transactional,在 a1 里面调用 a2;
  • 私有方法:将 @Transactional 注解标注在非 public 方法上;
  • 异常不匹配:@Transactional 未设置 rollbackFor 属性,方法返回 Exception 等异常;
  • 多线程:主线程和子线程的调用,线程抛出异常。

Case 1: 类内部访问

我们在类 UserController 中新增一个方法 testInteralCall():

public void testInteralCall() throws Exception {
    testSuccess();
    throw new Exception("事务不生效:类内部访问");
}

这里 testInteralCall() 没有标注 @Transactional,我们再看一下测试用例:

public static void main(String[] args) throws Exception {
    ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
    UserController uc = (UserController) applicationContext.getBean("userController");
    try {
        uc.testSuccess();
    } finally {
        MyUser user =  uc.query(1);
        System.out.println("修改后的记录:" + user);
    }
}
// 输出:
// 原记录:MyUser(uid=1, uname=张三, usex=女)
// 修改后的记录:MyUser(uid=1, uname=张三-testing, usex=女)

从上面的输出可以看到,事务并没有回滚,这个是什么原因呢?

因为 @Transactional 的工作机制是基于 AOP 实现,AOP 是使用动态代理实现的,如果通过代理直接调用 testSuccess(),通过 AOP 会前后进行增强,增强的逻辑其实就是在 testSuccess() 的前后分别加上开启、提交事务的逻辑,后面的源码会进行剖析。

现在是通过 testInteralCall() 去调用 testSuccess(),testSuccess() 前后不会进行任何增强操作,也就是类内部调用,不会通过代理方式访问。

如果还是不太清楚,推荐再看看这篇文章,里面有完整示例,非常完美诠释“类内部访问”不能前后增强的原因:https://blog.csdn.net/Ahuuua/article/details/123877835

Case 2: 私有方法

在私有方法上,添加 @Transactional 注解也不会生效:

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
private void testPirvateMethod() throws Exception 
{
    Integer id = 1;
    MyUser user = query(id);
    System.out.println("原记录:" + user);
    update(id);
    throw new Exception("测试事务生效");
}

直接使用时,下面这种场景不太容易出现,因为 IDEA 会有提醒,文案为: Methods annotated with '@Transactional' must be overridable,至于深层次的原理,源码部分会给你解读。

Case 3: 异常不匹配

这里的 @Transactional 没有设置 rollbackFor = Exception.class 属性:

@Transactional
public void testExceptionNotMatch() throws Exception {
    Integer id = 1;
    MyUser user = query(id);
    System.out.println("原记录:" + user);
    update(id);
    throw new Exception("事务不生效:异常不匹配");
}
测试方法:同 Case1

// 输出:
// 原记录:User[uid=1,uname=张三,usex=女]
// 修改后的记录:User[uid=1,uname=张三-test,usex=女]

@Transactional 注解默认处理运行时异常,即只有抛出运行时异常时,才会触发事务回滚,否则并不会回滚,至于深层次的原理,源码部分会给你解读。

Case 4: 多线程

下面给出两个不同的姿势,一个是子线程抛异常,主线程 ok;一个是子线程 ok,主线程抛异常。

父线程抛出异常

父线程抛出异常,子线程不抛出异常:

public void testSuccess() throws Exception {
    Integer id = 1;
    MyUser user = query(id);
    System.out.println("原记录:" + user);
    update(id);
}
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void testMultThread() throws Exception 
{
    new Thread(new Runnable() {
        @SneakyThrows
        @Override
        public void run() {
            testSuccess();
        }
    }).start();
    throw new Exception("测试事务不生效");
}

父线程抛出线程,事务回滚,因为子线程是独立存在,和父线程不在同一个事务中,所以子线程的修改并不会被回滚,

子线程抛出异常

父线程不抛出异常,子线程抛出异常:

public void testSuccess() throws Exception {
    Integer id = 1;
    MyUser user = query(id);
    System.out.println("原记录:" + user);
    update(id);
    throw new Exception("测试事务不生效");
}
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void testMultThread() throws Exception 
{
    new Thread(new Runnable() {
        @SneakyThrows
        @Override
        public void run() {
            testSuccess();
        }
    }).start();
}

由于子线程的异常不会被外部的线程捕获,所以父线程不抛异常,事务回滚没有生效。

源码解读

下面我们从源码的角度,对 @Transactional 的执行机制和事务不生效的原因进行解读。

@Transactional 执行机制

我们只看最核心的逻辑,代码中的 interceptorOrInterceptionAdvice 就是 TransactionInterceptor 的实例,入参是 this 对象。

红色方框有一段注释,大致翻译为 “它是一个拦截器,所以我们只需调用即可:在构造此对象之前,将静态地计算切入点。”

this 是 ReflectiveMethodInvocation 对象,成员对象包含 UserController 类、testSuccess() 方法、入参和代理对象等。

进入 invoke() 方法后:

前方高能!!!这里就是事务的核心逻辑,包括判断事务是否开启、目标方法执行、事务回滚、事务提交。

private 导致事务不生效原因

在上面这幅图中,第一个红框区域调用了方法 getTransactionAttribute(),主要是为了获取 txAttr 变量,它是用于读取 @Transactional 的配置,如果这个 txAttr = null,后面就不会走事务逻辑,我们看一下这个变量的含义:

我们直接进入 getTransactionAttribute(),重点关注获取事务配置的方法。

前方高能!!!这里就是 private 导致事务不生效的原因所在,allowPublicMethodsOnly() 一直返回 false,所以重点只关注 isPublic() 方法。

下面通过位与计算,判断是否为 Public,对应的几类修饰符如下:

  • PUBLIC: 1
  • PRIVATE: 2
  • PROTECTED: 4

看到这里,是不是豁然开朗了,有没有觉得很有意思呢~~

异常不匹配原因

我们继续回到事务的核心逻辑,因为主方法抛出 Exception() 异常,进入事务回滚的逻辑:

进入 rollbackOn() 方法,判断该异常是否能进行回滚,这个需要判断主方法抛出的 Exception() 异常,是否在 @Transactional 的配置中:

我们进入 getDepth() 看一下异常规则匹配逻辑,因为我们对 @Transactional 配置了 rollbackFor = Exception.class,所以能匹配成功:

示例中的 winner 不为 null,所以会跳过下面的环节。但是当 winner = null 时,也就是没有设置 rollbackFor 属性时,会走默认的异常捕获方式。

前方高能!!!这里就是异常不匹配原因的原因所在,我们看一下默认的异常捕获方式:

是不是豁然开朗,当没有设置 rollbackFor 属性时,默认只对 RuntimeException 和 Error 的异常执行回滚。

更多学习资料

对于 @Transactional,除了掌握内在原理和常见的坑,事务隔离级别、事务传递属性、编程式事务也都必须掌握,因为太重要了!

因为文章篇幅原因,就给大家推荐几篇文章,事务隔离级别可以看这篇《事务隔离级别知识点小结》,事务传递属性看这篇《事务传递属性》,编程式事务看这篇《编程式事务使用姿势介绍篇》

最后对于 @Transactional,也不能盲目使用,如果在高并发场景下,你整个大事务,估计就挂了,所以这篇文章也墙裂安利 《Spring 官方推荐的 @Transactional 还能导致生产事故?》

尽信书则不如无书,因个人能力有限,难免有疏漏和错误之处,如发现bug或者有更好的建议,欢迎批评指正,不吝感激。

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