作者：京东零售 范锡军

1、引言

spring的spring-tx模块提供了对事务管理支持，使用spring事务可以让我们从复杂的事务处理中得到解脱，无需要去处理获得连接、关闭连接、事务提交和回滚等这些操作。

spring事务有编程式事务和声明式事务两种实现方式。编程式事务是通过编写代码来管理事务的提交、回滚、以及事务的边界。这意味着开发者需要在代码中显式地调用事务的开始、提交和回滚。声明式事务是通过配置来管理事务，您可以使用注解或XML配置来定义事务的边界和属性，而无需显式编写事务管理的代码。

下面我们逐步分析spring源代码，理解spring事务的实现原理。

2、编程式事务2.1 使用示例// transactionManager是某一个具体的PlatformTransactionManager实现类的对象private PlatformTransactionManager transactionManager;// 定义事务属性DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();// 获取事务TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(def);try { // 执行数据库操作 // ... // 提交事务 transactionManager.commit(status);} catch (Exception ex) { // 回滚事务 transactionManager.rollback(status);}

在使用编程式事务处理的过程中，利用 DefaultTransactionDefinition 对象来持有事务处理属性。同时，在创建事务的过程中得到一个 TransactionStatus 对象，然后通过直接调用 transactionManager 对象 的 commit() 和 rollback()方法 来完成事务处理。

2.2 PlatformTransactionManager核心接口



PlatformTransactionManager是Spring事务管理的核心接口，通过 PlatformTransactionManager 接口设计了一系列与事务处理息息相关的接口方法，如 getTransaction()、commit()、rollback() 这些和事务处理相关的统一接口。对于这些接口的实现，很大一部分是由 AbstractTransactionManager 抽象类来完成的。

AbstractPlatformManager 封装了 Spring 事务处理中通用的处理部分，比如事务的创建、提交、回滚，事务状态和信息的处理，与线程的绑定等，有了这些通用处理的支持，对于具体的事务管理器而言，它们只需要处理和具体数据源相关的组件设置就可以了，比如在DataSourceTransactionManager中，就只需要配置好和DataSource事务处理相关的接口以及相关的设置。

2.3 事务的创建

PlatformTransactionManager的getTransaction()方法，封装了底层事务的创建，并生成一个 TransactionStatus对象。AbstractPlatformTransactionManager提供了创建事务的模板，这个模板会被具体的事务处理器所使用。从下面的代码中可以看到，AbstractPlatformTransactionManager会根据事务属性配置和当前进程绑定的事务信息，对事务是否需要创建，怎样创建 进行一些通用的处理，然后把事务创建的底层工作交给具体的事务处理器完成，如：DataSourceTransactionManager、HibernateTransactionManager。

public final TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition) throws TransactionException { TransactionDefinition def = (definition != null ? definition : TransactionDefinition.withDefaults()); Object transaction = doGetTransaction(); boolean debugEnabled = logger.isDebugEnabled(); if (isExistingTransaction(transaction)) { return handleExistingTransaction(def, transaction, debugEnabled); } if (def.getTimeout() < TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT) { throw new InvalidTimeoutException("Invalid transaction timeout", def.getTimeout()); } if (def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY) { throw new IllegalTransactionStateException( "No existing transaction found for transaction marked with propagation 'mandatory'"); } else if (def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED || def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW || def.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) { SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(null); if (debugEnabled) { logger.debug("Creating new transaction with name [" + def.getName() + "]: " + def); } try { return startTransaction(def, transaction, false, debugEnabled, suspendedResources); } catch (RuntimeException | Error ex) { resume(null, suspendedResources); throw ex; } } else { if (def.getIsolationLevel() != TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT && logger.isWarnEnabled()) { logger.warn("Custom isolation level specified but no actual transaction initiated; " + "isolation level will effectively be ignored: " + def); } boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS); return prepareTransactionStatus(def, null, true, newSynchronization, debugEnabled, null); }}private TransactionStatus startTransaction(TransactionDefinition definition, Object transaction, boolean debugEnabled, @Nullable SuspendedResourcesHolder suspendedResources) { boolean newSynchronization = this.getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER; DefaultTransactionStatus status = this.newTransactionStatus(definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources); this.doBegin(transaction, definition); this.prepareSynchronization(status, definition); return status;}

事务创建的结果是生成一个TransactionStatus对象，通过这个对象来保存事务处理需要的基本信息，TransactionStatus的创建过程如下：

protected DefaultTransactionStatus newTransactionStatus(TransactionDefinition definition, @Nullable Object transaction, boolean newTransaction, boolean newSynchronization, boolean debug, @Nullable Object suspendedResources) { boolean actualNewSynchronization = newSynchronization && !TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive(); return new DefaultTransactionStatus(transaction, newTransaction, actualNewSynchronization, definition.isReadOnly(), debug, suspendedResources);}

以上是创建一个全新事务的过程，还有另一种情况是：在创建当前事务时，线程中已经有事务存在了。这种情况会涉及事务传播行为的处理。spring中七种事务传播行为如下：

事务传播行为类型

说明

PROPAGATION_REQUIRED

如果当前没有事务，就新建一个事务，如果已经存在一个事务中，加入到这个事务中。这是最常见的选择。

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

使用当前的事务，如果当前没有事务，就抛出异常。

PROPAGATION_REQUIRES_NEW

新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。

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

如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则执行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。

如果检测到已存在事务，handleExistingTransaction()方法将根据不同的事务传播行为类型执行相应逻辑。

PROPAGATION_NEVER

即当前方法需要在非事务的环境下执行，如果有事务存在，那么抛出异常。

if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER) { throw new IllegalTransactionStateException( "Existing transaction found for transaction marked with propagation 'never'");}

PROPAGATION_NOT_SUPPORTED

与前者的区别在于，如果有事务存在，那么将事务挂起，而不是抛出异常。

if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED) { Object suspendedResources = suspend(transaction); boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() == SYNCHRONIZATION_ALWAYS); return prepareTransactionStatus( definition, null, false, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources);}

PROPAGATION_REQUIRES_NEW

新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。

if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW) { SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(transaction); boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER); DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus( definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources); doBegin(transaction, definition); prepareSynchronization(status, definition); return status;}

PROPAGATION_NESTED

开始一个 "嵌套的" 事务, 它是已经存在事务的一个真正的子事务. 嵌套事务开始执行时, 它将取得一个 savepoint. 如果这个嵌套事务失败, 我们将回滚到此 savepoint. 嵌套事务是外部事务的一部分, 只有外部事务结束后它才会被提交。

if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) { if (useSavepointForNestedTransaction()) { DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus( definition, transaction, false, false, true, debugEnabled, null); this.transactionExecutionListeners.forEach(listener -> listener.beforeBegin(status)); try { status.createAndHoldSavepoint(); } catch (RuntimeException | Error ex) { this.transactionExecutionListeners.forEach(listener -> listener.afterBegin(status, ex)); throw ex; } this.transactionExecutionListeners.forEach(listener -> listener.afterBegin(status, null)); return status; } else { return startTransaction(definition, transaction, true, debugEnabled, null); }}2.4 事务挂起

事务挂起在AbstractTransactionManager.suspend()中处理，该方法内部将调用具体事务管理器的doSuspend()方法。以DataSourceTransactionManager为例，将ConnectionHolder设为null，因为一个ConnectionHolder对象就代表了一个数据库连接，将ConnectionHolder设为null就意味着我们下次要使用连接时，将重新从连接池获取。

protected Object doSuspend(Object transaction) { DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction; txObject.setConnectionHolder(null); return TransactionSynchronizationManager.unbindResource(obtainDataSource());}

unbindResource()方法最终会调用TransactionSynchronizationManager.doUnbindResource()方法，该方法将移除当前线程与事务对象的绑定。

private static Object doUnbindResource(Object actualKey) { Map<Object, Object> map = resources.get(); if (map == null) { return null; } Object value = map.remove(actualKey); if (map.isEmpty()) { resources.remove(); } if (value instanceof ResourceHolder resourceHolder && resourceHolder.isVoid()) { value = null; } return value;}

而被挂起的事务的各种状态最终会保存在TransactionStatus对象中。

2.5 事务提交&回滚

主要是对jdbc的封装、源码逻辑较清晰，不展开细说。

3、声明式事务

其底层建立在 AOP 的基础之上，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。通过声明式事物，无需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。

3.1 使用示例

配置：

<bean id="dataSource">代码：

@Transactionalpublic void addOrder() { // 执行数据库操作}3.2 自定义标签解析

先从配置文件开始入手，找到处理annotation-driven标签的类TxNamespaceHandler。TxNamespaceHandler实现了NamespaceHandler接口，定义了如何解析和处理自定义XML标签。

@Overridepublic void init() { registerBeanDefinitionParser("advice", new TxAdviceBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("annotation-driven", new AnnotationDrivenBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("jta-transaction-manager", new JtaTransactionManagerBeanDefinitionParser());}

AnnotationDrivenBeanDefinitionParser里的parse()方法，对XML标签annotation-driven进行解析。

@Overridepublic BeanDefinition parse(Element element, ParserContext parserContext) { registerTransactionalEventListenerFactory(parserContext); String mode = element.getAttribute("mode"); if ("aspectj".equals(mode)) { // mode="aspectj" registerTransactionAspect(element, parserContext); if (ClassUtils.isPresent("jakarta.transaction.Transactional", getClass().getClassLoader())) { registerJtaTransactionAspect(element, parserContext); } } else { // mode="proxy" AopAutoProxyConfigurer.configureAutoProxyCreator(element, parserContext); } return null;}

以默认mode配置为例，执行configureAutoProxyCreator()方法，将在Spring容器中注册了3个bean:

BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor、TransactionInterceptor、AnnotationTransactionAttributeSource。同时会将TransactionInterceptor的BeanName传入到Advisor中，然后将AnnotationTransactionAttributeSource这个Bean注入到Advisor中。之后动态代理的时候会使用这个Advisor去寻找每个Bean是否需要动态代理。

// Create the TransactionAttributeSourceAdvisor definition.RootBeanDefinition advisorDef = new RootBeanDefinition(BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor.class);advisorDef.setSource(eleSource);advisorDef.setRole(BeanDefinition.ROLE_INFRASTRUCTURE);advisorDef.getPropertyValues().add("transactionAttributeSource", new RuntimeBeanReference(sourceName));advisorDef.getPropertyValues().add("adviceBeanName", interceptorName);if (element.hasAttribute("order")) { advisorDef.getPropertyValues().add("order", element.getAttribute("order"));}parserContext.getRegistry().registerBeanDefinition(txAdvisorBeanName, advisorDef);CompositeComponentDefinition compositeDef = new CompositeComponentDefinition(element.getTagName(), eleSource);compositeDef.addNestedComponent(new BeanComponentDefinition(sourceDef, sourceName));compositeDef.addNestedComponent(new BeanComponentDefinition(interceptorDef, interceptorName));compositeDef.addNestedComponent(new BeanComponentDefinition(advisorDef, txAdvisorBeanName));parserContext.registerComponent(compositeDef);3.3 Advisor

回顾AOP用法，Advisor可用于定义一个切面，它包含切点（Pointcut）和通知（Advice），用于在特定的连接点上执行特定的操作。spring事务实现了一个Advisor: BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor。

public BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor extends AbstractBeanFactoryPointcutAdvisor { private final TransactionAttributeSourcePointcut pointcut = new TransactionAttributeSourcePointcut(); public void setTransactionAttributeSource(TransactionAttributeSource transactionAttributeSource) { this.pointcut.setTransactionAttributeSource(transactionAttributeSource); } public void setClassFilter(ClassFilterFilter) { this.pointcut.setClassFilter(classFilter); } @Override public Pointcut getPointcut() { return this.pointcut; }}

BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor其实是一个PointcutAdvisor，是否匹配到切入点取决于Pointcut。Pointcut的核心在于其ClassFilter和MethodMatcher。

ClassFilter:

TransactionAttributeSourcePointcut内部私有类 TransactionAttributeSourceClassFilter，实现了Spring框架中的ClassFilter接口。在matches方法中，它首先检查传入的类clazz 否为TransactionalProxy、TransactionManager或PersistenceExceptionTranslator的子类，如果不是，则获取当前的 TransactionAttributeSource 并检查其是否允许该类作为候选类。

private TransactionAttributeSourceClassFilter implements ClassFilter { @Override public boolean matches(Class<?> clazz) { if (TransactionalProxy.class.isAssignableFrom(clazz) || TransactionManager.class.isAssignableFrom(clazz) || PersistenceExceptionTranslator.class.isAssignableFrom(clazz)) { return false; } return (transactionAttributeSource == null || transactionAttributeSource.isCandidateClass(clazz)); }}

MethodMatcher:

TransactionAttributeSourcePointcut.matches:

@Overridepublic boolean matches(Method method, Class<?> targetClass) { return (this.transactionAttributeSource == null || this.transactionAttributeSource.getTransactionAttribute(method, targetClass) != null);}

getTransactionAttribute()方法最终会调用至AbstractFallbackTransactionAttributeSource.computeTransactionAttribute()方法，该方法将先去方法上查找是否有相应的事务注解(比如@Transactional)，如果没有，那么再去类上查找。

protected TransactionAttribute computeTransactionAttribute(Method method, @Nullable Class<?> targetClass) { // Don't allow non-public methods, as configured. if (allowPublicMethodsOnly() && !Modifier.isPublic(method.getModifiers())) { return null; } // The method may be on an interface, but we need attributes from the target. // If the target is null, the method will be unchanged. Method specificMethod = AopUtils.getMostSpecificMethod(method, targetClass); // First try is the method in the target. TransactionAttribute txAttr = findTransactionAttribute(specificMethod); if (txAttr != null) { return txAttr; } // Second try is the transaction attribute on the target. txAttr = findTransactionAttribute(specificMethod.getDeclaringClass()); if (txAttr != null && ClassUtils.isUserLevelMethod(method)) { return txAttr; } if (specificMethod != method) { // Fallback is to look at the original method. txAttr = findTransactionAttribute(method); if (txAttr != null) { return txAttr; } // Last fallback is the of the original method. txAttr = findTransactionAttribute(method.getDeclaringClass()); if (txAttr != null && ClassUtils.isUserLevelMethod(method)) { return txAttr; } } return null;}3.4 TransactionInterceptor

TransactionInterceptor是spring事务提供的AOP拦截器，实现了AOP Alliance的MethodInterceptor接口，是一种通知（advice）。其可以用于在方法调用前后进行事务管理。

@Override@Nullablepublic Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable { // Work out the target: may be {@code null}. // The TransactionAttributeSource should be passed the target // as well as the method, which may be from an interface. Class<?> targetClass = (invocation.getThis() != null ? AopUtils.getTargetClass(invocation.getThis()) : null); // Adapt to TransactionAspectSupport's invokeWithinTransaction... return invokeWithinTransaction(invocation.getMethod(), targetClass, new CoroutinesInvocationCallback() { @Override @Nullable public Object proceedWithInvocation() throws Throwable { return invocation.proceed(); } @Override public Object getTarget() { return invocation.getThis(); } @Override public Object[] getArguments() { return invocation.getArguments(); } });}

invokeWithinTransaction()方法会根据目标方法上的事务配置，来决定是开启新事务、加入已有事务，还是直接执行逻辑（如果没有事务）。其代码简化如下(仅保留PlatformTransactionManager部分)：

protected Object invokeWithinTransaction(Method method, @Nullable Class<?> targetClass, final InvocationCallback invocation) { // If the transaction attribute is null, the method is non-transactional. final TransactionAttribute txAttr = getTransactionAttributeSource() .getTransactionAttribute(method, targetClass); final PlatformTransactionManager tm = determineTransactionManager(txAttr); final String joinpointIdentification = methodIdentification(method, targetClass); if (txAttr == null || !(tm instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)) { // Standard transaction demarcation with getTransaction and commit/rollback calls. TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(tm, txAttr, joinpointIdentification); ObjectretVal = null; try { // This is an around advice: Invoke the next interceptor in the chain. // This will normally result in a target object being invoked. retVal = invocation.proceedWithInvocation(); } catch (Throwableex) { // target invocation exception completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex); throwex; } finally { cleanupTransactionInfo(txInfo); } commitTransactionAfterReturning(txInfo); returnretVal; }}