使用 DataSourceTransactionManager 是在 Spring 框架中進行數(shù)據(jù)庫事務(wù)管理的一種常見方式。

它提供了一種簡便的方式來處理事務(wù)，并能夠有效地解決多線程環(huán)境下的事務(wù)隔離和一致性問題。

單核cpu的多線程模型圖如下所示：

從上述模型可以知道，線程1、線程2會因為cpu的來回切換，導(dǎo)致當(dāng)前事務(wù)的上下文不同，因此處于失效狀態(tài)。

1、定義

多線程和并發(fā)是計算機科學(xué)中與執(zhí)行多個任務(wù)相關(guān)的兩個重要概念。

盡管它們在某些方面密切相關(guān)，但它們代表了不同的概念，下面是它們之間的主要區(qū)別和聯(lián)系。

1.1、多線程

多線程是指在一個進程中同時運行多個線程。每個線程有自己的執(zhí)行路徑，可以在共享的內(nèi)存空間中執(zhí)行，也可以共享進程的資源。

如下圖所示：

多線程的一個主要目標(biāo)是利用多核 CPU 的能力，以提高程序的并行性和響應(yīng)速度。

1.2、并發(fā)

并發(fā)是指兩個或多個任務(wù)或進程在同一時間段內(nèi)進行處理，通常是通過多個線程、進程或任務(wù)的交替執(zhí)行來實現(xiàn)。

如下圖所示：

并發(fā)不一定指真正的同時運行，它可能是通過快速切換來模擬同時運行的效果。并發(fā)可以在單線程或多線程環(huán)境中實現(xiàn)，只要在時間上有重疊即可。

2、多線程事務(wù)

多線程事務(wù)和單線程事務(wù)是兩種對事務(wù)處理的不同實現(xiàn)方式，特別是在涉及數(shù)據(jù)庫和并發(fā)操作的場景中。

2.1、定義

單線程事務(wù)：

• 在單線程環(huán)境中，事務(wù)在一個線程中完成，沒有其他線程的干擾。
• 所有的操作順序執(zhí)行，事務(wù)的開始、提交和回滾都在同一個線程中處理。

多線程事務(wù)：

• 在多線程環(huán)境中，多個線程可以訪問和操作同一事務(wù)。可能會有多個線程并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)，或同一事務(wù)在不同線程中交替進行。
• 這種方式更復(fù)雜，因為需要考慮多個線程對共享數(shù)據(jù)的競爭、隔離和一致性。

2.2、主要區(qū)別

并發(fā)性：

• 單線程事務(wù)：操作是線性的，只有一個線程在執(zhí)行事務(wù)，與其他事務(wù)完全隔離。通常更容易實現(xiàn)和維護。
• 多線程事務(wù)：事務(wù)的并發(fā)處理可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)競爭，多個線程可能同時讀取和寫入相同的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致性。

數(shù)據(jù)一致性：

• 單線程事務(wù)：由于沒有其他線程參與，數(shù)據(jù)一致性容易維護。只要在事務(wù)中完成的操作是原子性的，就能保證一致性。
• 多線程事務(wù)：需依賴事務(wù)隔離級別來保證一致性，例如讀已提交、可重復(fù)讀，以及串行化等。必須采用鎖或其他機制來處理并發(fā)沖突。

鎖的使用：

• 單線程事務(wù)：通常不會涉及復(fù)雜的鎖管理。
• 多線程事務(wù)：需要使用鎖或其他并發(fā)控制機制（如樂觀鎖、悲觀鎖）來處理數(shù)據(jù)競爭，提高系統(tǒng)的并發(fā)性，同時減少沖突。

性能：

• 單線程事務(wù)：性能簡單易測，因為沒有其他操作對于事務(wù)的直接影響。
• 多線程事務(wù)：性能會受到并發(fā)訪問的影響，需要考慮鎖的爭用和等待時間，以及如何平衡事務(wù)的執(zhí)行效率。

2.3、聯(lián)系

事務(wù)的性質(zhì)：

• 無論是單線程還是多線程，事務(wù)均有原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID）屬性。
• 這些屬性是保證數(shù)據(jù)正確性和完整性的重要原則。

使用的技術(shù)：

• 兩者都可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，無論是在單用戶環(huán)境還是多用戶環(huán)境，確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

設(shè)計考慮：

• 設(shè)計事務(wù)時，單線程和多線程的事務(wù)處理都需要考慮數(shù)據(jù)的一致性和隔離性。
• 雖然實現(xiàn)細(xì)節(jié)不同，但在設(shè)計原則上是相通的。

2.4、DataSourceTransactionManager

實現(xiàn)了 PlatformTransactionManager 接口，主要用于基于 JDBC 的數(shù)據(jù)源事務(wù)管理。

通過它可以控制事務(wù)的邊界，例如開始事務(wù)、提交事務(wù)和回滾事務(wù)。這種方式非常適合于多線程環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫操作。

2.5、TransactionSynchronizationManager

是 Spring 框架的一部分，專門用于管理與事務(wù)相關(guān)的同步任務(wù)。

它通常用于將事務(wù)資源與當(dāng)前線程綁定，使得在當(dāng)前線程中的所有操作都可以共享相同的事務(wù)上下文。

在使用時，TransactionSynchronizationManager 經(jīng)常與數(shù)據(jù)源管理器（如 DataSourceTransactionManager）結(jié)合使用。使用 TransactionSynchronizationManager 綁定當(dāng)前線程

TransactionSynchronizationManager 的主要用途是確保在當(dāng)前線程中執(zhí)行的所有數(shù)據(jù)庫操作都可以利用同一個事務(wù)。利用它可以將事務(wù)上下文與當(dāng)前線程捆綁在一起。

代碼如下圖所示：

public void bindResource(Object key, Object value) throws IllegalStateException {
        Object actualKey = TransactionSynchronizationUtils.unwrapResourceIfNecessary(key);
        Assert.notNull(value, "Value must not be null");
        Map<Object, Object> map = this.transactionContext.getResources();
        Object oldValue = map.put(actualKey, value);
        if (oldValue != null) {
            throw new IllegalStateException("Already value [" + oldValue + "] for key [" + actualKey + "] bound to context [" + this.transactionContext.getName() + "]");
        } else {
            if (logger.isTraceEnabled()) {
                logger.trace("Bound value [" + value + "] for key [" + actualKey + "] to context [" + this.transactionContext.getName() + "]");
            }

        }
    }

3、事務(wù)處理

事務(wù)處理分為編程式和聲明式兩種。

3.1、底層原理

當(dāng)目標(biāo)類被spring管理時（即@Component，@Service，@controller，@Repository注解時），spring會為目標(biāo)對象創(chuàng)建一個代理對象。代理對象負(fù)責(zé)攔截目標(biāo)方法的調(diào)用，并在必要時應(yīng)用事務(wù)管理（AOP思想）。

代理對象內(nèi)部包含一個事務(wù)攔截器TransactionInterceptor，負(fù)責(zé)處理事務(wù)相關(guān)的邏輯。

事務(wù)攔截器會檢查方法上是否添加了@Transactional注解，來決定是否應(yīng)用事務(wù)（JDBC的connection調(diào)用setAutoCommit(false),然后會將connection存到ThreadLocal（本地線程）中，

（為了嵌套方法可以拿到外層事務(wù)的connection對象，只有使用同一個connection對象才能保證使用同一個事物）

然后去執(zhí)行方法，從而執(zhí)行數(shù)據(jù)庫操作，然后再執(zhí)行嵌套方法，然后再嵌套方法的代理對象，就可以拿到外層事務(wù)的Thread Local中connection對象，從而執(zhí)行方法，嵌套方法發(fā)現(xiàn)ThreadLocal中有值，他不會提交事務(wù)，而是統(tǒng)一的交給外層事務(wù)進行提交）

事務(wù)攔截器在目標(biāo)方法執(zhí)行前后應(yīng)用事務(wù)通知，（前置通知和后置通知）在方法執(zhí)行前，事務(wù)攔截器啟動事務(wù)；

在方法執(zhí)行后，根據(jù)方法的執(zhí)行結(jié)果決定事務(wù)的提交或回滾。

關(guān)于更多詳細(xì)了解，可參考：如何合理使用Spring的事務(wù)

如下圖所示：

3.2、失效原因

如果在方法中開啟新線程去調(diào)用嵌套方法時，這時嵌套線程就拿不到外層事務(wù)的ThreadLocal中的connection對象。

關(guān)于ThreadLocal是綁定在主線程上的。

所以在新的線程中去調(diào)用嵌套方法時，就拿不到外層事務(wù)的connection對象，然后就會自己新建一個事務(wù)，自己存一個connection到自己的ThreadLocal中，

這樣的話，方法和嵌套方法就各開啟了一個事務(wù)，且是同級事務(wù)，相互不影響。

但是這樣在外層事務(wù)失敗回滾的時候，內(nèi)層事務(wù)不受外層事務(wù)的影響，不進行回滾的話，就會造成事務(wù)回滾但還是寫入數(shù)據(jù)庫中的現(xiàn)象，我們要保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一致性！

3.3、解決方案

1、使用TransactionSynchronizationManager

在創(chuàng)建一個異步線程之后，可以手動的往嵌套方法的Tread Local中將外層事務(wù)connection對象存入，那么嵌套方法就可以從自己的Thread Local中拿到外層事務(wù)的connection了，這樣方法和嵌套方法用的就是同一個事務(wù)了。

這樣就不會出現(xiàn)多線程事務(wù)失效的情況了。

擴展：

編程式事務(wù)中DataSourceTransactionManager類org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager中的doBegin方法就是spring底層在開啟事務(wù)的時候進行調(diào)用的，在方法中獲取數(shù)據(jù)庫連接，并開啟事務(wù)。

因此如果想要獲取對應(yīng)的connection，可以調(diào)用事務(wù)同步管理器的getResource()方法，

將spring容器當(dāng)中的datasource傳進來，就可以拿到，

然后再調(diào)用BindResource方法就可以將異步線程中的ThreadLocal中存入外層事務(wù)的connection。

解決方案代碼展示：

 private DataSource datasource;
 ConnectionHolder connectionHolder = (ConnectionHolder)TransactionSynchronizedManager.getResource(dataSource);
 new Thread(()->{
 //綁定主線程的connection到子線程中
 TransactionSynchronizedManager.bindResource(dataSource,connectionHolder);
 //調(diào)用方法
 })

2、join() 方法

核心代碼示例：

import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class TransferExample {
    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        TransferService transferService = context.getBean(TransferService.class);

        // 使用線程數(shù)組來存儲線程
        Thread[] threads = new Thread[3];

        // 創(chuàng)建多個線程來執(zhí)行轉(zhuǎn)賬
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            String fromAccount = "accountA";  // 設(shè)定轉(zhuǎn)賬來源賬戶
            String toAccount = "accountB";      // 設(shè)定轉(zhuǎn)賬目標(biāo)賬戶
            double amount = 100.0 * (i + 1);   // 每個線程按順序轉(zhuǎn)賬不同金額

            threads[i] = new Thread(() -> {
                try {
                    transferService.transfer(fromAccount, toAccount, amount);
                    System.out.println("Transfer of " + amount + " from " + fromAccount + " to " + toAccount + " completed.");
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println("Transfer failed: " + e.getMessage());
                }
            });

            threads[i].start();  // 啟動線程
        }

        // 等待所有線程完成
        for (Thread thread : threads) {
            try {
                thread.join();  // 等待每個子線程完成
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        context.close();
    }
}

通過適當(dāng)?shù)氖聞?wù)管理和使用 join() 方法等待子線程，然后將所有操作放在各自的事務(wù)中，這樣能夠確保數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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