【285期】Spring的@Transactional如何实现的（必考）

Java面试题精选 2022-03-20

今天去看牙医，他问我年级轻轻牙齿怎么磨损这么严重？我说，没有点赞的这些年，我都是咬着牙过来的。

@Transactional注解简介

@Transactional是spring中声明式事务管理的注解配置方式，相信这个注解的作用大家都很清楚。@Transactional注解可以帮助我们把事务开启、提交或者回滚的操作，通过aop的方式进行管理。

通过@Transactional注解就能让spring为我们管理事务，免去了重复的事务管理逻辑，减少对业务代码的侵入，使我们开发人员能够专注于业务层面开发。

我们知道实现@Transactional原理是基于spring aop，aop又是动态代理模式的实现，通过对源码的阅读，总结出下面的步骤来了解实际中，在spring 是如何利用aop来实现@Transactional的功能的。

spring中声明式事务实现原理猜想

首先，对于spring中aop实现原理有了解的话，应该知道想要对一个方法进行代理的话，肯定需要定义切点。在@Transactional的实现中，同样如此，spring为我们定义了以 @Transactional 注解为植入点的切点，这样才能知道@Transactional注解标注的方法需要被代理。

有了切面定义之后，在spring的bean的初始化过程中，就需要对实例化的bean进行代理，并且生成代理对象。

生成代理对象的代理逻辑中，进行方法调用时，需要先获取切面逻辑，@Transactional注解的切面逻辑类似于@Around，在spring中是实现一种类似代理逻辑。

@Transactional作用

根据上面的原理猜想，下面简单介绍每个步骤的源码以进行验证。

首先是@Transactional，作用是定义代理植入点。我们知道代理对象创建的通过BeanPostProcessor的实现类AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator的postProcessAfterInstantiation方法来实现个，如果需要进行代理，那么在这个方法就会返回一个代理对象给容器，同时判断植入点也是在这个方法中。

那么下面开始分析，在配置好注解驱动方式的事务管理之后，spring会在ioc容器创建一个BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor实例，这个实例可以看作是一个切点，在判断一个bean在初始化过程中是否需要创建代理对象，都需要验证一次BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor是否是适用这个bean的切点。如果是，就需要创建代理对象，并且把BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor实例注入到代理对象中。

前文我们知道在AopUtils#findAdvisorsThatCanApply中判断切面是否适用当前bean，可以在这个地方断点分析调用堆栈，AopUtils#findAdvisorsThatCanApply一致调用，最终通过以下代码判断是否适用切点。

AbstractFallbackTransactionAttributeSource#computeTransactionAttribute(Method method, Class<?> targetClass) 这里可以根据参数打上条件断点进行调试分析调用栈，targetClass就是目标class …一系列调用
最终SpringTransactionAnnotationParser#parseTransactionAnnotation(java.lang.reflect.AnnotatedElement)

@Override
public TransactionAttribute parseTransactionAnnotation(AnnotatedElement ae) {
    //这里就是分析Method是否被@Transactional注解标注，有的话，不用说BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor适配当前bean，进行代理，并且注入切点
    //BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor
   AnnotationAttributes attributes = AnnotatedElementUtils.getMergedAnnotationAttributes(ae, Transactional.class);
   if (attributes != null) {
      return parseTransactionAnnotation(attributes);
   }
   else {
      return null;
   }
}

上面就是判断是否需要根据@Transactional进行代理对象创建的判断过程。@Transactional的作用一个就是标识方法需要被代理，一个就是携带事务管理需要的一些属性信息。

动态代理逻辑实现

【aop实现原理分析】中知道，aop最终的代理对象的代理方法是

DynamicAdvisedInterceptor#intercept

所以我们可以在这个方法断点分析代理逻辑。往期的面试题，点击查看。

@Override
public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
   Object oldProxy = null;
   boolean setProxyContext = false;
   Class<?> targetClass = null;
   Object target = null;
   try {
      if (this.advised.exposeProxy) {
         // Make invocation available if necessary.
         oldProxy = AopContext.setCurrentProxy(proxy);
         setProxyContext = true;
      }
      // May be null. Get as late as possible to minimize the time we
      // "own" the target, in case it comes from a pool...
      target = getTarget();
      if (target != null) {
         targetClass = target.getClass();
      }
       //follow
      List<Object> chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method, targetClass);
      Object retVal;
      // Check whether we only have one InvokerInterceptor: that is,
      // no real advice, but just reflective invocation of the target.
      if (chain.isEmpty() && Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
         // We can skip creating a MethodInvocation: just invoke the target directly.
         // Note that the final invoker must be an InvokerInterceptor, so we know
         // it does nothing but a reflective operation on the target, and no hot
         // swapping or fancy proxying.
         Object[] argsToUse = AopProxyUtils.adaptArgumentsIfNecessary(method, args);
         retVal = methodProxy.invoke(target, argsToUse);
      }
      else {
         // We need to create a method invocation...
         retVal = new CglibMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain, methodProxy).proceed();
      }
      retVal = processReturnType(proxy, target, method, retVal);
      return retVal;
   }
   finally {
      if (target != null) {
         releaseTarget(target);
      }
      if (setProxyContext) {
         // Restore old proxy.
         AopContext.setCurrentProxy(oldProxy);
      }
   }
}

通过分析 List<Object> chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method, targetClass)返回的是TransactionInterceptor,利用TransactionInterceptor是如何实现代理逻辑调用的？

跟踪new CglibMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain, methodProxy).proceed();

发现最终是调用TransactionInterceptor#invoke方法，并且把CglibMethodInvocation注入到invoke方法中，从上面可以看到CglibMethodInvocation是包装了目标对象的方法调用的所有必须信息，因此，在TransactionInterceptor#invoke里面也是可以调用目标方法的，并且还可以实现类似@Around的逻辑，在目标方法调用前后继续注入一些其他逻辑，比如事务管理逻辑。

TransactionInterceptor–最终事务管理者

下面看代码。

TransactionInterceptor#invoke

@Override
public Object invoke(final MethodInvocation invocation) throws Throwable {
 // Work out the target class: may be {@code null}.
 // The TransactionAttributeSource should be passed the target class
 // 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 InvocationCallback() {
  @Override
  public Object proceedWithInvocation() throws Throwable {
   return invocation.proceed();
  }
 });
}

继续跟踪invokeWithinTransaction，下面的代码中其实就可以看出一些逻辑端倪，就是我们猜想的实现方式，事务管理。

protected Object invokeWithinTransaction(Method method, Class<?> targetClass, final InvocationCallback invocation)
      throws Throwable {

   // 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.
       //开启事务
      TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(tm, txAttr, joinpointIdentification);
      Object retVal = null;
      try {
         // This is an around advice: Invoke the next interceptor in the chain.
         // This will normally result in a target object being invoked.
          //方法调用
         retVal = invocation.proceedWithInvocation();
      }
      catch (Throwable ex) {
         // target invocation exception
     //回滚事务
         completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
         throw ex;
      }
      finally {
         cleanupTransactionInfo(txInfo);
      }
       //提交事务
      commitTransactionAfterReturning(txInfo);
      return retVal;
   }

   else {
      // It's a CallbackPreferringPlatformTransactionManager: pass a TransactionCallback in.
      try {
         Object result = ((CallbackPreferringPlatformTransactionManager) tm).execute(txAttr,
               new TransactionCallback<Object>() {
                  @Override
                  public Object doInTransaction(TransactionStatus status) {
                     TransactionInfo txInfo = prepareTransactionInfo(tm, txAttr, joinpointIdentification, status);
                     try {
                        return invocation.proceedWithInvocation();
                     }
                     catch (Throwable ex) {
                        if (txAttr.rollbackOn(ex)) {
                           // A RuntimeException: will lead to a rollback.
                           if (ex instanceof RuntimeException) {
                              throw (RuntimeException) ex;
                           }
                           else {
                              throw new ThrowableHolderException(ex);
                           }
                        }
                        else {
                           // A normal return value: will lead to a commit.
                           return new ThrowableHolder(ex);
                        }
                     }
                     finally {
                        cleanupTransactionInfo(txInfo);
                     }
                  }
               });

         // Check result: It might indicate a Throwable to rethrow.
         if (result instanceof ThrowableHolder) {
            throw ((ThrowableHolder) result).getThrowable();
         }
         else {
            return result;
         }
      }
      catch (ThrowableHolderException ex) {
         throw ex.getCause();
      }
   }
}