Transaktionsausbreitung und -isolierung im Frühjahr @Transactional

1. Einleitung

In diesem Tutorial werden die Annotation @Transactional und ihre Einstellungen für Isolation und Weitergabe behandelt .

2. Was ist @Transactional?

Wir können @Transactional verwenden , um eine Methode in eine Datenbanktransaktion einzuschließen .

Es ermöglicht uns, Propagierungs-, Isolations-, Timeout-, schreibgeschützte und Rollback-Bedingungen für unsere Transaktion festzulegen. Wir können auch den Transaktionsmanager angeben.

2.1. @ Details zur Transaktionsimplementierung

Spring erstellt einen Proxy oder bearbeitet den Klassenbytecode, um die Erstellung, das Festschreiben und das Rollback der Transaktion zu verwalten. Bei einem Proxy ignoriert Spring @Transactional in internen Methodenaufrufen.

Einfach ausgedrückt, wenn wir eine Methode wie callMethod haben und sie als @Transactional markieren , würde Spring einen Transaktionsverwaltungscode um den Aufruf wickeln : @Transactional- Methode mit dem Namen:

createTransactionIfNecessary(); try { callMethod(); commitTransactionAfterReturning(); } catch (exception) { completeTransactionAfterThrowing(); throw exception; }

2.2. Verwendung von @Transactional

Wir können die Annotation auf Definitionen von Schnittstellen, Klassen oder direkt auf Methoden setzen. Sie überschreiben sich gemäß der Prioritätsreihenfolge. Vom niedrigsten zum höchsten haben wir: Schnittstelle, Oberklasse, Klasse, Schnittstellenmethode, Oberklassenmethode und Klassenmethode.

Spring wendet die Annotation auf Klassenebene auf alle öffentlichen Methoden dieser Klasse an, die wir nicht mit @Transactional annotiert haben .

Wenn wir die Annotation jedoch auf eine private oder geschützte Methode setzen, ignoriert Spring sie fehlerfrei.

Beginnen wir mit einem Schnittstellenbeispiel:

@Transactional public interface TransferService { void transfer(String user1, String user2, double val); } 

Normalerweise wird nicht empfohlen, @Transactional auf der Schnittstelle festzulegen . Es ist jedoch für Fälle wie @Repository mit Spring Data akzeptabel .

Wir können die Annotation in eine Klassendefinition einfügen, um die Transaktionseinstellung der Schnittstelle / Oberklasse zu überschreiben:

@Service @Transactional public class TransferServiceImpl implements TransferService { @Override public void transfer(String user1, String user2, double val) { // ... } }

Überschreiben wir es jetzt, indem wir die Anmerkung direkt in der Methode festlegen:

@Transactional public void transfer(String user1, String user2, double val) { // ... }

3. Transaktionsausbreitung

Die Weitergabe definiert die Transaktionsgrenze unserer Geschäftslogik. Spring schafft es, eine Transaktion gemäß unserer Propagierungseinstellung zu starten und anzuhalten .

Spring ruft TransactionManager :: getTransaction auf, um eine Transaktion entsprechend der Weitergabe abzurufen oder zu erstellen. Es werden einige der Weitergaben für alle Arten von TransactionManager unterstützt , es gibt jedoch einige, die nur von bestimmten Implementierungen von TransactionManager unterstützt werden .

Lassen Sie uns nun die verschiedenen Propagationen und ihre Funktionsweise durchgehen.

3.1. ERFORDERLICHE Vermehrung

ERFORDERLICH ist die Standardausbreitung. Spring prüft, ob eine Transaktion aktiv ist, und erstellt eine neue, wenn nichts vorhanden ist. Andernfalls wird die Geschäftslogik an die aktuell aktive Transaktion angehängt:

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED) public void requiredExample(String user) { // ... }

Auch als ERFORDERLICH die Standard - Ausbreitung ist, können wir den Code durch Eintropfen es vereinfachen:

@Transactional public void requiredExample(String user) { // ... }

Sehen wir uns den Pseudocode an, wie die Transaktionserstellung für die Weitergabe von REQUIRED funktioniert :

if (isExistingTransaction()) { if (isValidateExistingTransaction()) { validateExisitingAndThrowExceptionIfNotValid(); } return existing; } return createNewTransaction();

3.2. UNTERSTÜTZT Ausbreitung

Bei SUPPORTS prüft Spring zunächst, ob eine aktive Transaktion vorhanden ist. Wenn eine Transaktion vorhanden ist, wird die vorhandene Transaktion verwendet. Wenn keine Transaktion vorhanden ist, wird sie nicht transaktional ausgeführt:

@Transactional(propagation = Propagation.SUPPORTS) public void supportsExample(String user) { // ... }

Sehen wir uns den Pseudocode der Transaktionserstellung für SUPPORTS an :

if (isExistingTransaction()) { if (isValidateExistingTransaction()) { validateExisitingAndThrowExceptionIfNotValid(); } return existing; } return emptyTransaction;

3.3. OBLIGATORISCHE Ausbreitung

Wenn die Weitergabe OBLIGATORISCH ist und eine aktive Transaktion vorhanden ist, wird sie verwendet. Wenn keine Transaktion aktiv ist, löst Spring eine Ausnahme aus:

@Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY) public void mandatoryExample(String user) { // ... }

Und sehen wir uns noch einmal den Pseudocode an:

if (isExistingTransaction()) { if (isValidateExistingTransaction()) { validateExisitingAndThrowExceptionIfNotValid(); } return existing; } throw IllegalTransactionStateException;

3.4. NIEMALS Ausbreitung

Bei Transaktionslogik mit NIE- Weitergabe löst Spring eine Ausnahme aus, wenn eine Transaktion aktiv ist:

@Transactional(propagation = Propagation.NEVER) public void neverExample(String user) { // ... }

Sehen wir uns den Pseudocode an, wie die Transaktionserstellung für die NIEMALS- Weitergabe funktioniert :

if (isExistingTransaction()) { throw IllegalTransactionStateException; } return emptyTransaction;

3.5. NOT_SUPPORTED Propagation

Spring at first suspends the current transaction if it exists, then the business logic is executed without a transaction.

@Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED) public void notSupportedExample(String user) { // ... }

The JTATransactionManager supports real transaction suspension out-of-the-box. Others simulate the suspension by holding a reference to the existing one and then clearing it from the thread context

3.6. REQUIRES_NEW Propagation

When the propagation is REQUIRES_NEW, Spring suspends the current transaction if it exists and then creates a new one:

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW) public void requiresNewExample(String user) { // ... }

Similar to NOT_SUPPORTED, we need the JTATransactionManager for actual transaction suspension.

And the pseudo-code looks like so:

if (isExistingTransaction()) { suspend(existing); try { return createNewTransaction(); } catch (exception) { resumeAfterBeginException(); throw exception; } } return createNewTransaction();

3.7. NESTED Propagation

For NESTED propagation, Spring checks if a transaction exists, then if yes, it marks a savepoint. This means if our business logic execution throws an exception, then transaction rollbacks to this savepoint. If there's no active transaction, it works like REQUIRED .

DataSourceTransactionManager supports this propagation out-of-the-box. Also, some implementations of JTATransactionManager may support this.

JpaTransactionManager supports NESTED only for JDBC connections. However, if we set nestedTransactionAllowed flag to true, it also works for JDBC access code in JPA transactions if our JDBC driver supports savepoints.

Finally, let's set the propagation to NESTED:

@Transactional(propagation = Propagation.NESTED) public void nestedExample(String user) { // ... }

4. Transaction Isolation

Isolation is one of the common ACID properties: Atomicity, Consistency, Isolation, and Durability. Isolation describes how changes applied by concurrent transactions are visible to each other.

Each isolation level prevents zero or more concurrency side effects on a transaction:

  • Dirty read: read the uncommitted change of a concurrent transaction
  • Nonrepeatable read: get different value on re-read of a row if a concurrent transaction updates the same row and commits
  • Phantom read: get different rows after re-execution of a range query if another transaction adds or removes some rows in the range and commits

We can set the isolation level of a transaction by @Transactional::isolation. It has these five enumerations in Spring: DEFAULT, READ_UNCOMMITTED, READ_COMMITTED, REPEATABLE_READ, SERIALIZABLE.

4.1. Isolation Management in Spring

The default isolation level is DEFAULT. So when Spring creates a new transaction, the isolation level will be the default isolation of our RDBMS. Therefore, we should be careful if we change the database.

We should also consider cases when we call a chain of methods with different isolation. In the normal flow, the isolation only applies when a new transaction created. Thus if for any reason we don't want to allow a method to execute in different isolation, we have to set TransactionManager::setValidateExistingTransaction to true. Then the pseudo-code of transaction validation will be:

if (isolationLevel != ISOLATION_DEFAULT) { if (currentTransactionIsolationLevel() != isolationLevel) { throw IllegalTransactionStateException } }

Now let's get deep in different isolation levels and their effects.

4.2. READ_UNCOMMITTED Isolation

READ_UNCOMMITTED is the lowest isolation level and allows for most concurrent access.

As a result, it suffers from all three mentioned concurrency side effects. So a transaction with this isolation reads uncommitted data of other concurrent transactions. Also, both non-repeatable and phantom reads can happen. Thus we can get a different result on re-read of a row or re-execution of a range query.

We can set the isolation level for a method or class:

@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED) public void log(String message) { // ... }

Postgres does not support READ_UNCOMMITTED isolation and falls back to READ_COMMITED instead. Also, Oracle does not support and allow READ_UNCOMMITTED.

4.3. READ_COMMITTED Isolation

The second level of isolation, READ_COMMITTED, prevents dirty reads.

The rest of the concurrency side effects still could happen. So uncommitted changes in concurrent transactions have no impact on us, but if a transaction commits its changes, our result could change by re-querying.

Here, we set the isolation level:

@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED) public void log(String message){ // ... }

READ_COMMITTED is the default level with Postgres, SQL Server, and Oracle.

4.4. REPEATABLE_READ Isolation

The third level of isolation, REPEATABLE_READ, prevents dirty, and non-repeatable reads. So we are not affected by uncommitted changes in concurrent transactions.

Also, when we re-query for a row, we don't get a different result. But in the re-execution of range-queries, we may get newly added or removed rows.

Moreover, it is the lowest required level to prevent the lost update. The lost update occurs when two or more concurrent transactions read and update the same row. REPEATABLE_READ does not allow simultaneous access to a row at all. Hence the lost update can't happen.

Here is how to set the isolation level for a method:

@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ) public void log(String message){ // ... }

REPEATABLE_READ is the default level in Mysql. Oracle does not support REPEATABLE_READ.

4.5. SERIALIZABLE Isolation

SERIALIZABLE is the highest level of isolation. It prevents all mentioned concurrency side effects but can lead to the lowest concurrent access rate because it executes concurrent calls sequentially.

In other words, concurrent execution of a group of serializable transactions has the same result as executing them in serial.

Now let's see how to set SERIALIZABLE as the isolation level:

@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE) public void log(String message){ // ... }

5. Conclusion

In this tutorial, we explored the propagation property of @Transaction in detail. Afterward, we learned about concurrency side effects and isolation levels.

As always, you can find the complete code over on GitHub.