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。