Spring Boot 多数据源的事务管理

翟永超 SpringForAll 2022-07-05

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在一个 Spring Boot 项目中，连接多个数据源还是比较常见的。之前也介绍了如何在几种常用框架的场景下配置多数据源，具体可见：

Spring Boot 2.x 基础教程：JdbcTemplate 的多数据源配置
Spring Boot 2.x 基础教程：Spring Data JPA 的多数据源配置
Spring Boot 2.x 基础教程：MyBatis 的多数据源配置

文章可见：https://blog.didispace.com/spring-boot-learning-2x/

当我们采用多数据源的时候，同时也会出现一个这样的特殊场景：我们希望对 A 数据源的更新和 B 数据源的更新具备事务性。这样的例子很常见，比如：在订单库中创建一条订单记录，同时还需要在商品库中扣减商品库存。如果库存扣减失败，那么我们希望订单创建也能够回滚。

如果这两条数据在一个数据库中，那么通过之前介绍的事务管理就能轻松解决了。但是，当这两个操作位于不同的数据库中，那么就无法实现了。

本文就来介绍一种解决这类问题的方法：JTA 事务。

什么是 JTA

JTA，全称：Java Transaction API。JTA 事务比 JDBC 事务更强大。一个 JTA 事务可以有多个参与者，而一个 JDBC 事务则被限定在一个单一的数据库连接。所以，当我们在同时操作多个数据库的时候，使用 JTA 事务就可以弥补 JDBC 事务的不足。

在 Spring Boot 2.x 中，整合了这两个 JTA 的实现：

Atomikos：可以通过引入spring-boot-starter-jta-atomikos依赖来使用
Bitronix：可以通过引入spring-boot-starter-jta-bitronix依赖来使用

由于 Bitronix 自 Spring Boot 2.3.0 开始不推荐使用，所以在下面的动手环节中，我们将使用 Atomikos 作为例子来介绍 JTA 的使用。

动手试试

下面我们就来实操一下，如何在 Spring Boot 中使用 JTA 来实现多数据源下的事务管理。

准备工作

这里我们将使用最基础的 JdbcTemplate 来实现数据访问，所以如果你还不会使用 JdbcTemplate 配置多数据源，建议先看一下JdbcTemplate 的多数据源配置。
场景设定：

假设我们有两个库，分别为：test1 和 test2
这两个库中都有一张 User 表，我们希望这两张表中的数据是一致的
假设这两张表中都已经有一条数据：name=aaa，age=30；因为这两张表中数据是一致的，所以要 update 的时候，就必须两个库中的 User 表更新时候，要么都成功，要么都失败。

操作详细

在pom.xml中加入 JTA 的实现 Atomikos 的 Starter

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jta-atomikos</artifactId>
</dependency>

在application.properties配置文件中配置两个 test1 和 test2 数据源

spring.jta.enabled=true

spring.jta.atomikos.datasource.primary.xa-properties.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test1
spring.jta.atomikos.datasource.primary.xa-properties.user=root
spring.jta.atomikos.datasource.primary.xa-properties.password=12345678
spring.jta.atomikos.datasource.primary.xa-data-source-class-name=com.mysql.cj.jdbc.MysqlXADataSource
spring.jta.atomikos.datasource.primary.unique-resource-name=test1
spring.jta.atomikos.datasource.primary.max-pool-size=25
spring.jta.atomikos.datasource.primary.min-pool-size=3
spring.jta.atomikos.datasource.primary.max-lifetime=20000
spring.jta.atomikos.datasource.primary.borrow-connection-timeout=10000

spring.jta.atomikos.datasource.secondary.xa-properties.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test2
spring.jta.atomikos.datasource.secondary.xa-properties.user=root
spring.jta.atomikos.datasource.secondary.xa-properties.password=12345678
spring.jta.atomikos.datasource.secondary.xa-data-source-class-name=com.mysql.cj.jdbc.MysqlXADataSource
spring.jta.atomikos.datasource.secondary.unique-resource-name=test2
spring.jta.atomikos.datasource.secondary.max-pool-size=25
spring.jta.atomikos.datasource.secondary.min-pool-size=3
spring.jta.atomikos.datasource.secondary.max-lifetime=20000
spring.jta.atomikos.datasource.secondary.borrow-connection-timeout=10000

创建多数据源配置类

@Configuration
public class DataSourceConfiguration {

    @Primary
    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.jta.atomikos.datasource.primary")
    public DataSource primaryDataSource() {
        return new AtomikosDataSourceBean();
    }

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.jta.atomikos.datasource.secondary")
    public DataSource secondaryDataSource() {
        return new AtomikosDataSourceBean();
    }

    @Bean
    public JdbcTemplate primaryJdbcTemplate(@Qualifier("primaryDataSource") DataSource primaryDataSource) {
        return new JdbcTemplate(primaryDataSource);
    }

    @Bean
    public JdbcTemplate secondaryJdbcTemplate(@Qualifier("secondaryDataSource") DataSource secondaryDataSource) {
        return new JdbcTemplate(secondaryDataSource);
    }

}

注意，这里除了家在的配置不同之外，DataSource也采用了AtomikosDataSourceBean注意与之前配置多数据源使用的配置和实现类的区别。

创建一个 Service 实现，模拟两种不同的情况。

@Service
public class TestService {

    private JdbcTemplate primaryJdbcTemplate;
    private JdbcTemplate secondaryJdbcTemplate;

    public TestService(JdbcTemplate primaryJdbcTemplate, JdbcTemplate secondaryJdbcTemplate) {
        this.primaryJdbcTemplate = primaryJdbcTemplate;
        this.secondaryJdbcTemplate = secondaryJdbcTemplate;
    }

    @Transactional
    public void tx() {
        // 修改test1库中的数据
        primaryJdbcTemplate.update("update user set age = ? where name = ?", 30, "aaa");
        // 修改test2库中的数据
        secondaryJdbcTemplate.update("update user set age = ? where name = ?", 30, "aaa");
    }

    @Transactional
    public void tx2() {
        // 修改test1库中的数据
        primaryJdbcTemplate.update("update user set age = ? where name = ?", 40, "aaa");
        // 模拟：修改test2库之前抛出异常
        throw new RuntimeException();
    }

}

这里 tx 函数，是两句 update 操作，一般都会成功；而 tx2 函数中，我们人为的制造了一个异常，这个异常是在 test1 库中的数据更新后才产生的，这样就可以测试一下 test1 更新成功，之后是否还能在 JTA 的帮助下实现回滚。

创建测试类，编写测试用例

@SpringBootTest(classes = Chapter312Application.class)
public class Chapter312ApplicationTests {

    @Autowired
    protected JdbcTemplate primaryJdbcTemplate;
    @Autowired
    protected JdbcTemplate secondaryJdbcTemplate;

    @Autowired
    private TestService testService;

    @Test
    public void test1() throws Exception {
        // 正确更新的情况
        testService.tx();
        Assertions.assertEquals(30, primaryJdbcTemplate.queryForObject("select age from user where name=?", Integer.class, "aaa"));
        Assertions.assertEquals(30, secondaryJdbcTemplate.queryForObject("select age from user where name=?", Integer.class, "aaa"));
    }

    @Test
    public void test2() throws Exception {
        // 更新失败的情况
        try {
            testService.tx2();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 部分更新失败，test1中的更新应该回滚
            Assertions.assertEquals(30, primaryJdbcTemplate.queryForObject("select age from user where name=?", Integer.class, "aaa"));
            Assertions.assertEquals(30, secondaryJdbcTemplate.queryForObject("select age from user where name=?", Integer.class, "aaa"));
        }
    }

}

这里有两个测试用例：

test1：因为没有故意制造的异常，不出意外两个库的 update 都会成功，所以根据 name=aaa 去把两个数据查出来，看 age 是否都被更新到了 30。
test2：tx2 函数会把 test1 中 name=aaa 的用户 age 更新为 40，然后抛出异常，JTA 事务生效的话，会把 age 回滚回 30，所以这里的检查也是两个库的 aaa 用户的 age 应该都为 30，这样就意味着 JTA 事务生效，保证了 test1 和 test2 两个库中的 User 表数据更新一致，没有制造出脏数据。

测试验证

将上面编写的单元测试运行起来:

观察一下启动阶段的日志，可以看到这些 Atomikos 初始化日志输出：

2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.default_max_wait_time_on_shutdown = 9223372036854775807
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.allow_subtransactions = true
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.recovery_delay = 10000
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.automatic_resource_registration = true
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.oltp_max_retries = 5
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.client_demarcation = false
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.threaded_2pc = false
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.serial_jta_transactions = true
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.log_base_dir = /Users/didi/Documents/GitHub/SpringBoot-Learning/2.x/chapter3-12/transaction-logs
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.rmi_export_class = none
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.max_actives = 50
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.checkpoint_interval = 500
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.enable_logging = true
2021-02-02 19:00:36.145  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.log_base_name = tmlog
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.max_timeout = 300000
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.trust_client_tm = false
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: java.naming.factory.initial = com.sun.jndi.rmi.registry.RegistryContextFactory
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.tm_unique_name = 127.0.0.1.tm
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.forget_orphaned_log_entries_delay = 86400000
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.oltp_retry_interval = 10000
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: java.naming.provider.url = rmi://localhost:1099
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.force_shutdown_on_vm_exit = false
2021-02-02 19:00:36.146  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : USING: com.atomikos.icatch.default_jta_timeout = 10000
2021-02-02 19:00:36.147  INFO 8868 --- [           main] c.a.icatch.provider.imp.AssemblerImp     : Using default (local) logging and recovery...
2021-02-02 19:00:36.184  INFO 8868 --- [           main] c.a.d.xa.XATransactionalResource         : test1: refreshed XAResource
2021-02-02 19:00:36.203  INFO 8868 --- [           main] c.a.d.xa.XATransactionalResource         : test2: refreshed XAResource

同时，我们在transaction-logs目录下，还能找到关于事务的日志信息：

{"id":"127.0.0.1.tm161226409083100001","wasCommitted":true,"participants":[{"uri":"127.0.0.1.tm1","state":"COMMITTING","expires":1612264100801,"resourceName":"test1"},{"uri":"127.0.0.1.tm2","state":"COMMITTING","expires":1612264100801,"resourceName":"test2"}]}
{"id":"127.0.0.1.tm161226409083100001","wasCommitted":true,"participants":[{"uri":"127.0.0.1.tm1","state":"TERMINATED","expires":1612264100804,"resourceName":"test1"},{"uri":"127.0.0.1.tm2","state":"TERMINATED","expires":1612264100804,"resourceName":"test2"}]}
{"id":"127.0.0.1.tm161226409092800002","wasCommitted":false,"participants":[{"uri":"127.0.0.1.tm3","state":"TERMINATED","expires":1612264100832,"resourceName":"test1"}]}

本系列教程《Spring Boot 2.x 基础教程》：https://blog.didispace.com/spring-boot-learning-2x/

代码示例

本文的相关例子可以查看下面仓库中的chapter3-12目录：

Github：https://github.com/dyc87112/SpringBoot-Learning/
Gitee：https://gitee.com/didispace/SpringBoot-Learning/

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END

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