深入理解 Spring 事务原理
一、事务的基本原理
spring事务的本质其实就是数据库对事务的支持，没有数据库的事务支持，spring是无法提供事务功能的。对于纯jdbc操作数据库，想要用到事务，可以按照以下步骤进行：
- 获取连接 connection con = drivermanager.getconnection()
- 开启事务con.setautocommit(true/false);
- 执行crud
- 提交事务/回滚事务 con.commit() / con.rollback();
- 关闭连接 conn.close();
使用spring的事务管理功能后，我们可以不再写步骤 2 和 4 的代码，而是由spirng 自动完成。 那么spring是如何在我们书写的 crud 之前和之后开启事务和关闭事务的呢？解决这个问题，也就可以从整体上理解spring的事务管理实现原理了。下面简单地介绍下，注解方式为例子
- 配置文件开启注解驱动，在相关的类和方法上通过注解@transactional标识。
- spring 在启动的时候会去解析生成相关的bean，这时候会查看拥有相关注解的类和方法，并且为这些类和方法生成代理，并根据@transaction的相关参数进行相关配置注入，这样就在代理中为我们把相关的事务处理掉了（开启正常提交事务，异常回滚事务）。
- 真正的数据库层的事务提交和回滚是通过binlog或者redo log实现的。
二、spring 事务的传播属性
所谓spring事务的传播属性，就是定义在存在多个事务同时存在的时候，spring应该如何处理这些事务的行为。这些属性在transactiondefinition中定义，具体常量的解释见下表：
| 常量名称 | 常量解释 |
| propagation_required | 支持当前事务，如果当前没有事务，就新建一个事务。这是最常见的选择，也是 spring 默认的事务的传播。 |
| propagation_requires_new | 新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。新建的事务将和被挂起的事务没有任何关系，是两个独立的事务，外层事务失败回滚之后，不能回滚内层事务执行的结果，内层事务失败抛出异常，外层事务捕获，也可以不处理回滚操作 |
| propagation_supports | 支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行。 |
| propagation_mandatory | 支持当前事务，如果当前没有事务，就抛出异常。 |
| propagation_not_supported | 以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。 |
| propagation_never | 以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。 |
| propagation_nested |
如果一个活动的事务存在，则运行在一个嵌套的事务中。如果没有活动事务，则按required属性执行。它使用了一个单独的事务，这个事务拥有多个可以回滚的保存点。内部事务的回滚不会对外部事务造成影响。它只对datasourcetransactionmanager事务管理器起效。 |
三、数据库隔离级别
| 隔离级别 | 隔离级别的值 | 导致的问题 |
| read-uncommitted | 0 | 导致脏读 |
| read-committed | 1 | 避免脏读，允许不可重复读和幻读 |
| repeatable-read | 2 | 避免脏读，不可重复读，允许幻读 |
| serializable | 3 | 串行化读，事务只能一个一个执行，避免了脏读、不可重复读、幻读。执行效率慢，使用时慎重 |
脏读：一事务对数据进行了增删改，但未提交，另一事务可以读取到未提交的数据。如果第一个事务这时候回滚了，那么第二个事务就读到了脏数据。
不可重复读：一个事务中发生了两次读操作，第一次读操作和第二次操作之间，另外一个事务对数据进行了修改，这时候两次读取的数据是不一致的。
幻读：第一个事务对一定范围的数据进行批量修改，第二个事务在这个范围增加一条数据，这时候第一个事务就会丢失对新增数据的修改。
总结：
隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。
大多数的数据库默认隔离级别为 read commited，比如 sqlserver、oracle
少数数据库默认隔离级别为：repeatable read 比如： mysql innodb
四、spring中的隔离级别
| 常量 | 解释 |
| isolation_default | 这是个 platfromtransactionmanager 默认的隔离级别，使用数据库默认的事务隔离级别。另外四个与 jdbc 的隔离级别相对应。 |
| isolation_read_uncommitted | 这是事务最低的隔离级别，它充许另外一个事务可以看到这个事务未提交的数据。这种隔离级别会产生脏读，不可重复读和幻像读。 |
| isolation_read_committed | 保证一个事务修改的数据提交后才能被另外一个事务读取。另外一个事务不能读取该事务未提交的数据。 |
| isolation_repeatable_read | 这种事务隔离级别可以防止脏读，不可重复读。但是可能出现幻像读。 |
| isolation_serializable | 这是花费最高代价但是最可靠的事务隔离级别。事务被处理为顺序执行。 |
五、事务的嵌套
通过上面的理论知识的铺垫，我们大致知道了数据库事务和spring事务的一些属性和特点，接下来我们通过分析一些嵌套事务的场景，来深入理解spring事务传播的机制。
假设外层事务 service a 的 method a() 调用 内层service b 的 method b()
propagation_required(spring 默认)
如果serviceb.methodb() 的事务级别定义为 propagation_required，那么执行 servicea.methoda() 的时候spring已经起了事务，这时调用 serviceb.methodb()，serviceb.methodb() 看到自己已经运行在 servicea.methoda() 的事务内部，就不再起新的事务。
假如 serviceb.methodb() 运行的时候发现自己没有在事务中，他就会为自己分配一个事务。
这样，在 servicea.methoda() 或者在 serviceb.methodb() 内的任何地方出现异常，事务都会被回滚。
propagation_requires_new
比如我们设计 servicea.methoda() 的事务级别为 propagation_required，serviceb.methodb() 的事务级别为 propagation_requires_new。
那么当执行到 serviceb.methodb() 的时候，servicea.methoda() 所在的事务就会挂起，serviceb.methodb() 会起一个新的事务，等待 serviceb.methodb() 的事务完成以后，它才继续执行。
他与 propagation_required 的事务区别在于事务的回滚程度了。因为 serviceb.methodb() 是新起一个事务，那么就是存在两个不同的事务。如果 serviceb.methodb() 已经提交，那么 servicea.methoda() 失败回滚，serviceb.methodb() 是不会回滚的。如果 serviceb.methodb() 失败回滚，如果他抛出的异常被 servicea.methoda() 捕获，servicea.methoda() 事务仍然可能提交(主要看b抛出的异常是不是a会回滚的异常)。
propagation_supports
假设serviceb.methodb() 的事务级别为 propagation_supports，那么当执行到serviceb.methodb()时，如果发现servicea.methoda()已经开启了一个事务，则加入当前的事务，如果发现servicea.methoda()没有开启事务，则自己也不开启事务。这种时候，内部方法的事务性完全依赖于最外层的事务。
propagation_nested
现在的情况就变得比较复杂了, serviceb.methodb() 的事务属性被配置为 propagation_nested, 此时两者之间又将如何协作呢? serviceb#methodb 如果 rollback, 那么内部事务(即 serviceb#methodb) 将回滚到它执行前的 savepoint 而外部事务(即 servicea#methoda) 可以有以下两种处理方式:
a、捕获异常，执行异常分支逻辑
void methoda() {
try {
serviceb.methodb();
} catch (someexception) {
// 执行其他业务, 如 servicec.methodc();
}
}
这种方式也是嵌套事务最有价值的地方, 它起到了分支执行的效果, 如果 serviceb.methodb 失败, 那么执行 servicec.methodc(), 而 serviceb.methodb 已经回滚到它执行之前的 savepoint, 所以不会产生脏数据(相当于此方法从未执行过), 这种特性可以用在某些特殊的业务中, 而 propagation_required 和 propagation_requires_new 都没有办法做到这一点。
b、 外部事务回滚/提交 代码不做任何修改, 那么如果内部事务(serviceb#methodb) rollback, 那么首先 serviceb.methodb 回滚到它执行之前的 savepoint(在任何情况下都会如此), 外部事务(即 servicea#methoda) 将根据具体的配置决定自己是 commit 还是 rollback
另外三种事务传播属性基本用不到，在此不做分析。
六、总结
对于项目中需要使用到事务的地方，我建议开发者还是使用spring的transactioncallback接口来实现事务，不要盲目使用spring事务注解，如果一定要使用注解，那么一定要对spring事务的传播机制和隔离级别有个详细的了解，否则很可能发生意想不到的效果。