全面分析 Spring 的编程式事务管理及声明式事务管理

声明式事务管理

Spring 的声明式事务管理概述

Spring 的声明式事务管理在底层是建立在 AOP 的基础之上的。其本质是对方法前后进行拦截，然后在目标方法开始之前创建或者加入一个事务，在执行完目标方法之后根据执行情况提交或者回滚事务。

声明式事务最大的优点就是不需要通过编程的方式管理事务，这样就不需要在业务逻辑代码中掺杂事务管理的代码，只需在配置文件中做相关的事务规则声明（或通过等价的基于标注的方式），便可以将事务规则应用到业务逻辑中。因为事务管理本身就是一个典型的横切逻辑，正是 AOP 的用武之地。Spring 开发团队也意识到了这一点，为声明式事务提供了简单而强大的支持。

声明式事务管理曾经是 EJB 引以为傲的一个亮点，如今 Spring 让 POJO 在事务管理方面也拥有了和 EJB 一样的待遇，让开发人员在 EJB 容器之外也用上了强大的声明式事务管理功能，这主要得益于 Spring 依赖注入容器和 Spring AOP 的支持。依赖注入容器为声明式事务管理提供了基础设施，使得 Bean 对于 Spring 框架而言是可管理的；而 Spring AOP 则是声明式事务管理的直接实现者，这一点通过清单8可以看出来。

通常情况下，笔者强烈建议在开发中使用声明式事务，不仅因为其简单，更主要是因为这样使得纯业务代码不被污染，极大方便后期的代码维护。

和编程式事务相比，声明式事务唯一不足地方是，后者的最细粒度只能作用到方法级别，无法做到像编程式事务那样可以作用到代码块级别。但是即便有这样的需求，也存在很多变通的方法，比如，可以将需要进行事务管理的代码块独立为方法等等。

下面就来看看 Spring 为我们提供的声明式事务管理功能。

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基于 TransactionInter... 的声明式事务管理

最初，Spring 提供了 TransactionInterceptor 类来实施声明式事务管理功能。先看清单8的配置文件：

清单 8. 基于 TransactionInterceptor 的事务管理示例配置文件

<beans...>
......
<bean id="transactionInterceptor"
class="org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor">
<property name="transactionManager" ref="transactionManager"/>
<property name="transactionAttributes">
<props>
<prop key="transfer">PROPAGATION_REQUIRED</prop>
</props>
</property>
</bean>
<bean id="bankServiceTarget"
class="footmark.spring.core.tx.declare.origin.BankServiceImpl">
<property name="bankDao" ref="bankDao"/>
</bean>
<bean id="bankService"
class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
<property name="target" ref="bankServiceTarget"/>
<property name="interceptorNames">
<list>
<idref bean="transactionInterceptor"/>
</list>
</property>
</bean>
......
</beans>

首先，我们配置了一个 TransactionInterceptor 来定义相关的事务规则，他有两个主要的属性：一个是 transactionManager，用来指定一个事务管理器，并将具体事务相关的操作委托给它；另一个是 Properties 类型的 transactionAttributes 属性，它主要用来定义事务规则，该属性的每一个键值对中，键指定的是方法名，方法名可以使用通配符，而值就表示相应方法的所应用的事务属性。

指定事务属性的取值有较复杂的规则，这在 Spring 中算得上是一件让人头疼的事。具体的书写规则如下：

传播行为 [，隔离级别] [，只读属性] [，超时属性] [不影响提交的异常] [，导致回滚的异常]

• 传播行为是唯一必须设置的属性，其他都可以忽略，Spring为我们提供了合理的默认值。
• 传播行为的取值必须以“PROPAGATION_”开头，具体包括：PROPAGATION_MANDATORY、PROPAGATION_NESTED、PROPAGATION_NEVER、PROPAGATION_NOT_SUPPORTED、PROPAGATION_REQUIRED、PROPAGATION_REQUIRES_NEW、PROPAGATION_SUPPORTS，共七种取值。
• 隔离级别的取值必须以“ISOLATION_”开头，具体包括：ISOLATION_DEFAULT、ISOLATION_READ_COMMITTED、ISOLATION_READ_UNCOMMITTED、ISOLATION_REPEATABLE_READ、ISOLATION_SERIALIZABLE，共五种取值。
• 如果事务是只读的，那么我们可以指定只读属性，使用“readOnly”指定。否则我们不需要设置该属性。
• 超时属性的取值必须以“TIMEOUT_”开头，后面跟一个int类型的值，表示超时时间，单位是秒。
• 不影响提交的异常是指，即使事务中抛出了这些类型的异常，事务任然正常提交。必须在每一个异常的名字前面加上“+”。异常的名字可以是类名的一部分。比如“+RuntimeException”、“+tion”等等。
• 导致回滚的异常是指，当事务中抛出这些类型的异常时，事务将回滚。必须在每一个异常的名字前面加上“-”。异常的名字可以是类名的全部或者部分，比如“-RuntimeException”、“-tion”等等。

以下是两个示例：

<property name="*Service">
PROPAGATION_REQUIRED，ISOLATION_READ_COMMITTED，TIMEOUT_20，
+AbcException，+DefException，-HijException
</property>

以上表达式表示，针对所有方法名以 Service 结尾的方法，使用 PROPAGATION_REQUIRED 事务传播行为，事务的隔离级别是 ISOLATION_READ_COMMITTED，超时时间为20秒，当事务抛出 AbcException 或者 DefException 类型的异常，则仍然提交，当抛出 HijException 类型的异常时必须回滚事务。这里没有指定"readOnly"，表示事务不是只读的。

<property name="test">PROPAGATION_REQUIRED，readOnly</property>

以上表达式表示，针对所有方法名为 test 的方法，使用 PROPAGATION_REQUIRED 事务传播行为，并且该事务是只读的。除此之外，其他的属性均使用默认值。比如，隔离级别和超时时间使用底层事务性资源的默认值，并且当发生未检查异常，则回滚事务，发生已检查异常则仍提交事务。

配置好了 TransactionInterceptor，我们还需要配置一个 ProxyFactoryBean 来组装 target 和advice。这也是典型的 Spring AOP 的做法。通过 ProxyFactoryBean 生成的代理类就是织入了事务管理逻辑后的目标类。至此，声明式事务管理就算是实现了。我们没有对业务代码进行任何操作，所有设置均在配置文件中完成，这就是声明式事务的最大优点。

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基于 TransactionProxy... 的声明式事务管理

前面的声明式事务虽然好，但是却存在一个非常恼人的问题：配置文件太多。我们必须针对每一个目标对象配置一个 ProxyFactoryBean；另外，虽然可以通过父子 Bean 的方式来复用 TransactionInterceptor 的配置，但是实际的复用几率也不高；这样，加上目标对象本身，每一个业务类可能需要对应三个 <bean/> 配置，随着业务类的增多，配置文件将会变得越来越庞大，管理配置文件又成了问题。

为了缓解这个问题，Spring 为我们提供了 TransactionProxyFactoryBean，用于将TransactionInterceptor 和 ProxyFactoryBean 的配置合二为一。如清单9所示：

清单9. 基于 TransactionProxyFactoryBean 的事务管理示例配置文件

<beans......>
......
<bean id="bankServiceTarget"
class="footmark.spring.core.tx.declare.classic.BankServiceImpl">
<property name="bankDao" ref="bankDao"/>
</bean>
<bean id="bankService"
class="org.springframework.transaction.interceptor.TransactionProxyFactoryBean">
<property name="target" ref="bankServiceTarget"/>
<property name="transactionManager" ref="transactionManager"/>
<property name="transactionAttributes">
<props>
<prop key="transfer">PROPAGATION_REQUIRED</prop>
</props>
</property>
</bean>
......
</beans>

如此一来，配置文件与先前相比简化了很多。我们把这种配置方式称为 Spring 经典的声明式事务管理。相信在早期使用 Spring 的开发人员对这种配置声明式事务的方式一定非常熟悉。

但是，显式为每一个业务类配置一个 TransactionProxyFactoryBean 的做法将使得代码显得过于刻板，为此我们可以使用自动创建代理的方式来将其简化，使用自动创建代理是纯 AOP 知识，请读者参考相关文档，不在此赘述。

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基于 <tx> 命名空间的声明式事务管理

前面两种声明式事务配置方式奠定了 Spring 声明式事务管理的基石。在此基础上，Spring 2.x 引入了 <tx> 命名空间，结合使用 <aop> 命名空间，带给开发人员配置声明式事务的全新体验，配置变得更加简单和灵活。另外，得益于 <aop> 命名空间的切点表达式支持，声明式事务也变得更加强大。

如清单10所示：

清单10. 基于 <tx> 的事务管理示例配置文件

<beans......>
......
<bean id="bankService" 
class="footmark.spring.core.tx.declare.namespace.BankServiceImpl">
<property name="bankDao" ref="bankDao"/>
</bean>
<tx:advice id="bankAdvice" transaction-manager="transactionManager">
<tx:attributes>
<tx:method name="transfer" propagation="REQUIRED"/>
</tx:attributes>
</tx:advice>

<aop:config>
<aop:pointcut id="bankPointcut" expression="execution(* *.transfer(..))"/>
<aop:advisor advice-ref="bankAdvice" pointcut-ref="bankPointcut"/>
</aop:config>
......
</beans>

如果默认的事务属性就能满足要求，那么代码简化为如清单 11 所示：

清单 11. 简化后的基于 <tx> 的事务管理示例配置文件

<beans......>
......
<bean id="bankService"
class="footmark.spring.core.tx.declare.namespace.BankServiceImpl">
<property name="bankDao" ref="bankDao"/>
</bean>
<tx:advice id="bankAdvice" transaction-manager="transactionManager">
<aop:config>
<aop:pointcut id="bankPointcut" expression="execution(**.transfer(..))"/>
<aop:advisor advice-ref="bankAdvice" pointcut-ref="bankPointcut"/>
</aop:config>
......
</beans>

由于使用了切点表达式，我们就不需要针对每一个业务类创建一个代理对象了。另外，如果配置的事务管理器 Bean 的名字取值为“transactionManager”，则我们可以省略 <tx:advice> 的 transaction-manager 属性，因为该属性的默认值即为“transactionManager”。

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基于 @Transactional 的声明式事务管理

除了基于命名空间的事务配置方式，Spring 2.x 还引入了基于 Annotation 的方式，具体主要涉及@Transactional 标注。@Transactional 可以作用于接口、接口方法、类以及类方法上。当作用于类上时，该类的所有 public 方法将都具有该类型的事务属性，同时，我们也可以在方法级别使用该标注来覆盖类级别的定义。如清单12所示：

清单12. 基于 @Transactional 的事务管理示例配置文件

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public boolean transfer(Long fromId， Long toId， double amount) {
return bankDao.transfer(fromId， toId， amount);
}

Spring 使用 BeanPostProcessor 来处理 Bean 中的标注，因此我们需要在配置文件中作如下声明来激活该后处理 Bean，如清单13所示：

清单13. 启用后处理Bean的配置

<tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>

与前面相似，transaction-manager 属性的默认值是 transactionManager，如果事务管理器 Bean 的名字即为该值，则可以省略该属性。

虽然 @Transactional 注解可以作用于接口、接口方法、类以及类方法上，但是 Spring 小组建议不要在接口或者接口方法上使用该注解，因为这只有在使用基于接口的代理时它才会生效。另外， @Transactional 注解应该只被应用到 public 方法上，这是由 Spring AOP 的本质决定的。如果你在 protected、private 或者默认可见性的方法上使用 @Transactional 注解，这将被忽略，也不会抛出任何异常。

基于 <tx> 命名空间和基于 @Transactional 的事务声明方式各有优缺点。基于 <tx> 的方式，其优点是与切点表达式结合，功能强大。利用切点表达式，一个配置可以匹配多个方法，而基于 @Transactional 的方式必须在每一个需要使用事务的方法或者类上用 @Transactional 标注，尽管可能大多数事务的规则是一致的，但是对 @Transactional 而言，也无法重用，必须逐个指定。另一方面，基于 @Transactional 的方式使用起来非常简单明了，没有学习成本。开发人员可以根据需要，任选其中一种使用，甚至也可以根据需要混合使用这两种方式。

如果不是对遗留代码进行维护，则不建议再使用基于 TransactionInterceptor 以及基于TransactionProxyFactoryBean 的声明式事务管理方式，但是，学习这两种方式非常有利于对底层实现的理解。

虽然上面共列举了四种声明式事务管理方式，但是这样的划分只是为了便于理解，其实后台的实现方式是一样的，只是用户使用的方式不同而已。

本教程的知识点大致总结如下：

• 基于 TransactionDefinition、PlatformTransactionManager、TransactionStatus 编程式事务管理是 Spring 提供的最原始的方式，通常我们不会这么写，但是了解这种方式对理解 Spring 事务管理的本质有很大作用。
• 基于 TransactionTemplate 的编程式事务管理是对上一种方式的封装，使得编码更简单、清晰。
• 基于 TransactionInterceptor 的声明式事务是 Spring 声明式事务的基础，通常也不建议使用这种方式，但是与前面一样，了解这种方式对理解 Spring 声明式事务有很大作用。
• 基于 TransactionProxyFactoryBean 的声明式事务是上中方式的改进版本，简化的配置文件的书写，这是 Spring 早期推荐的声明式事务管理方式，但是在 Spring 2.0 中已经不推荐了。
• 基于 <tx> 和 <aop> 命名空间的声明式事务管理是目前推荐的方式，其最大特点是与 Spring AOP 结合紧密，可以充分利用切点表达式的强大支持，使得管理事务更加灵活。
• 基于 @Transactional 的方式将声明式事务管理简化到了极致。开发人员只需在配置文件中加上一行启用相关后处理 Bean 的配置，然后在需要实施事务管理的方法或者类上使用 @Transactional 指定事务规则即可实现事务管理，而且功能也不必其他方式逊色。