@Transactional 事务的底层原理

最近同事发现一个业务状态部分更新的bug，这个bug会导致两张表的数据一致性问题。花了些时间去查问题的原因，现在总结下里面遇到的知识点原理。

问题一：事务没生效

我们先看一段实例代码，来说明下问题：

@Service
public class PaymentServiceImpl implements PaymentService {
    public void fetchLatestStatus(String trxId) {
      //1. do RPC request and get the payment status
      StatusResponse response = doRPC(trxId);
      //2. save request data
      saveRequest(response);
    }
    
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW, rollbackFor = Exception.class)
    public void updatePayment(StatusResponse response) {
      Payment pay = payRepository.findByTrxId(response.getTrxId);
      //do something to update payment record by response and persist
      pay.setStatus(success);
      payRepository.save(pay);
    }
}

在上面代理里，updatePayment方法的@Transactional注解会失效，并没有新开一个事务去保存Payment对象。

开发中少不了用到事务注解@Transactional来管理事务，@Transactional注解底层是基于Spring AOP来进行实现的。

我们来看两个典型的AOP应用场景：

• 统一的验证用户逻辑

• 反复使用的开启事务，关闭事务逻辑

原理分析

我们先复习下Spring AOP动态代理的原理。
AOP是一种通用的编程思想，Java里有2种实现方式：

• Spring AOP，基于动态代理实现
  • JDK代理
  • Cglib代理
• AspectJ，基于编译期实现

1. Spring实现AOP的方法则就是利用了动态代理机制实现的；
2. 在应用系统调用声明@Transactional 的目标方法时，Spring Framework 默认使用 AOP 代理，在代码运行时生成一个代理对象ProxyObject，如：

整个事务的增强执行过程是这样的：

如上图所示 TransactionInterceptor （事务拦截器）在目标方法执行前后进行拦截，DynamicAdvisedInterceptor（CglibAopProxy 的内部类）的 intercept 方法或 JdkDynamicAopProxy 的 invoke 方法会间接调用 AbstractFallbackTransactionAttributeSource的 computeTransactionAttribute 方法，获取Transactional 注解的事务配置信息。

但是当发生方法内调用的时候，被调用的函数Class.transactionTask()尽管看起来加了事务注解，但是并没有执行代理类对应的方法ProxyClass.transactionTask()，导致注解跟没写一样。

把@Transactional注解加在private修饰的方法也会一样的现象，原理其实一样的。

搞清楚了原理，问题的原因就清晰了：
这个问题的原因从表面来说，是因为在同一个Class内，非代理增强方法中调用了被@Transactional注解增强的方法，注解会失效。背后的实际原因是Spring AOP是基于代理，同一个类内这样调用的话，只有第一次调用了动态代理生成的ProxyClass，之后调用是不带任何切面信息的方法本身，因为没有直接调用Spring生成的代理对象。

解决方法

把updatePayment方法放到另外一个类里，让Spring自动为其生成代理对象，调用方就能调用到updatePayment对应的ProxyObject的方法了。

思考

我们还提到了AspectJ也是实现AOP的一种方式，那么AspectJ有这样的方法内调用失效问题吗？

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问题二：定时器运行没启动em

还是之前的一段代码，我们把updatePayment方法放在一个单独的类里。会发现之前payRepository.save(pay)必须显式声明保存，但是如果抽出来后就不用再写也能自动保存。

@Service
public class PaymentServiceImpl implements PaymentService {
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW, rollbackFor = Exception.class)
    public void updatePayment(StatusResponse response) {
      Payment pay = payRepository.findByTrxId(response.getTrxId);
      //do something to update payment record by response and persist
      pay.setStatus(success);
      //payRepository.save(pay);
      xxxRepository.save(xxx);
    }
}

这个区别需要知道Hibernet对Entity的状态管理机制，在Hibernet里一个对象有多种状态：

• Transient 瞬时态：直接new出来的对象，既没有被保存到数据库中，也不处于session缓存中
• Persistent 持久态：已经被保存到数据库中并且加入到session缓存中
• Detached 游离态：已经被保存到数据库中但不处于session缓存中

通过findByTrxId查出来的Payment对象处于托管态，任何改变pay对象的操作比如pay.setStatus()都会在事务结束的时候自动提交。

另外同事发现一个有趣的区别：

在Controller调用PaymentServiceImpl.updatePayment()不需要显式保存pay对象，也能持久化到数据库，然而用Spring的定时器调用就不会生效。

经过Debug发现，Spring框架在每个request通过OpenEntityManagerInViewInterceptor的preHandle方法里为每个request都建了一个EntityManager, 具体参见Spring源码:

在Spring配置里加上spring.jpa.open-in-view=false 就会关闭每个request的EntityManager，通过controller调用就和定时器现象一样了。

Open Session In View简称OSIV，是为了解决在mvc的controller中使用了hibernate的lazy load的属性时没有session抛出的LazyInitializationException异常。

对hibernate来说ToMany关系默认是延迟加载，而ToOne关系则默认是立即加载；而在mvc的controller中脱离了persisent contenxt，于是entity变成了detached状态，这个时候要使用延迟加载的属性时就会抛出LazyInitializationException异常，而Open Session In View 旨在解决这个问题。

Tips:

通过OSIV技术来解决LazyInitialization问题会导致open的session生命周期过长，它贯穿整个request，在view渲染完之后才能关闭session释放数据库连接；另外OSIV将service层的技术细节暴露到了controller层，造成了一定的耦合，因而不建议开启，对应的解决方案就是在controller层中使用dto，而非detached状态的entity，所需的数据不再依赖延时加载，在组装dto的时候根据需要显式查询。

总结

通过一个bug的例子，我们总结了：

• @Transactional 的底层实现
• Spring AOP的不同实现方式和原理
• Hibernet的对象生命周期
• Spring的OSIV机制的目的和弊端

如果觉得有所收获，麻烦帮我顺手点个在看吧，你的举手之劳对我来说就是最大的鼓励。 END~

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