源码角度分析多线程并发情况下数据异常回滚方案

news2025/1/11 2:28:46

一、 多线程并发情况下数据异常回滚解决方案

在需要多个没有前后顺序的数据操作情况下，一般我们可以选择使用并发的形式去操作，以提高处理的速度，但并发情况下，我们使用 @Transactional 还能解决事务回滚问题吗。

例如有下面表结构：

CREATE TABLE `test` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `thread_name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

假如需要进行两个写操作，并且写没有先后顺序之分，我们可以开个线程并发去写，这里以 JdbcTemplate 操作为例，使用其他DB工具也是一样的效果，例如：

@Service
public class TestService {

    @Resource
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void test() {
        // 放入子线程
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                    , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
        });
        // ....其他操作...
        jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
        // ....其他操作...
    }
}

在这里插入图片描述

数据库成功写入了两条数据，假如在做其他操作时，发生了异常：

@Service
public class TestService {

    @Resource
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void test() {
        // 放入子线程
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                    , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
        });
        // ....其他操作...
        jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
        // ....其他操作...
        int a = 1 / 0;
    }
}

运行后可以看到已经抛出了异常：
在这里插入图片描述

查看数据库：

在这里插入图片描述

发现还是写入了一条数据，线程中的操作并没有回滚，但主线程的回滚了，既然一个回滚一个没有回滚肯定用的不是同一个数据库连接，这里源码看下 JdbcTemplate 从哪里获取的数据库连接：

进到JdbcTemplate 的 update(String sql, @Nullable Object... args) 方法中：
在这里插入图片描述
调用了当前类的 update(String sql, @Nullable PreparedStatementSetter pss) 方法中，最终调用的是当前类的 update(final PreparedStatementCreator psc, @Nullable final PreparedStatementSetter pss) 方法：
在这里插入图片描述

这里主要使用了 execute(StatementCallback<T> action) 方法，进到该方法中：

在这里插入图片描述

这里可以看出通过 DataSourceUtils.getConnection 方法获取数据库连接，进到该方法中：

在这里插入图片描述

这里看到 TransactionSynchronizationManager 是不是有点熟悉，在本专栏前面讲解@Transactional 声明式事务执行源码分析时，其中开启事务的逻辑中，就是使用 TransactionSynchronizationManager 获取的数据库连接，如果对这部分还不了解，可以看下下面这篇文章：

SpringTx 源码解析 - @Transactional 声明式事务执行原理

其实在String生态中，获取数据库连接基本都默认使用了 TransactionSynchronizationManager。

这里也来看下当 @Transactional 注解情况下开启事务时获取连接的逻辑，在DataSourceTransactionManager 下的 doGetTransaction 方法下：

在这里插入图片描述

可以看到这里同样也是使用的 TransactionSynchronizationManager 获取连接。

下面看下TransactionSynchronizationManager 都做了啥，进到 getResource 方法：

在这里插入图片描述

这里又触发了 doGetResource 方法，进入到该方法下：

在这里插入图片描述

这里明显从 resources 中获取的，看下 resources 到底是个啥：

在这里插入图片描述

是一个 ThreadLocal ，现在是不是就明白了，在没有多线程的情况下，开启事务时就将拿到的连接放到了当前的 ThreadLocal 中，后面其他组件执行数据操作，同样先从ThreadLocal 中取连接，这样都在一个连接中操作，自然也可以进行回滚，由于上面我们是单独开启了线程，线程中的操作尝试获取 ThreadLocal中的连接，但获取不到，所以只能获取一个新的连接操作，导致了声明事务时的连接和实际操作时的连接不一致，从而无法进行回滚。

现在找到了问题的原因我们怎么解决呢？

既然是因为 ThreadLocal 导致的连接不同，那我们在开启线程时，就给它补充确实的信息，获取连接是用的 TransactionSynchronizationManager ，那添加同样也用 TransactionSynchronizationManager，通过观察 TransactionSynchronizationManager 的 Api，获取连接句柄可以使用 ：

ConnectionHolder conHolder = (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(dataSource);

其中key就是当前数据源，绑定句柄可以使用：

 TransactionSynchronizationManager.bindResource(dataSource, conHolder);

移除句柄可以使用 ：

TransactionSynchronizationManager.unbindResource(dataSource);

下面对前面的程序进行改造：

@Service
public class TestService {

    @Resource
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Resource
    DataSource dataSource;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void test() {
        // 获取当前线程的句柄
        ConnectionHolder conHolder = (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(dataSource);
        // 放入子线程
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            // 子线程绑定
            TransactionSynchronizationManager.bindResource(dataSource, conHolder);
            jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                    , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
            // 解绑
            TransactionSynchronizationManager.unbindResource(dataSource);
        });
        // ....其他操作...
        jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
        // ....其他操作...
        int a = 1 / 0;
    }
}

再次运行：

在这里插入图片描述

已经出现异常，查看数据库：

在这里插入图片描述

数据成功回滚了！

假入异常是出现在子线程的还可以回滚吗，下面开始实验一下：

@Service
public class TestService {

    @Resource
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Resource
    DataSource dataSource;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void test() {
        // 获取当前线程的句柄
        ConnectionHolder conHolder = (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(dataSource);
        // 放入子线程
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            // 子线程绑定
            TransactionSynchronizationManager.bindResource(dataSource, conHolder);
            jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                    , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
            int a = 1 / 0;
            // 解绑
            TransactionSynchronizationManager.unbindResource(dataSource);
        });
        // ....其他操作...
        jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
        // ....其他操作...
    }
}

运行后，查看数据：

在这里插入图片描述
发现没有出现回滚现象，这是因为异常在子线程的 Runnable 中，父线程没有感知到异常，怎么让父线程感知呢，我们可以加个在数据处理最后加个 join ，如果再出现异常就抛到父线程了：

@Service
public class TestService {

    @Resource
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Resource
    DataSource dataSource;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void test() {
        // 获取当前线程的句柄
        ConnectionHolder conHolder = (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(dataSource);
        // 放入子线程
        CompletableFuture future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
            // 子线程绑定
            TransactionSynchronizationManager.bindResource(dataSource, conHolder);
            jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                    , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
            int a = 1 / 0;
            // 解绑
            TransactionSynchronizationManager.unbindResource(dataSource);
        });
        // ....其他操作...
        jdbcTemplate.update("insert into test(name,thread_name) value(? , ?)"
                , new Object[]{LocalDateTime.now().toString(), Thread.currentThread().getName()});
        // ....其他操作...
        future.join();
    }
}

运行后，可以看到异常已经抛出来了：

在这里插入图片描述

查看数据库：

在这里插入图片描述

数据也成功回滚了。

二、延伸：MVC 子线程获取 Request 信息

看完上面事务的过程，同理在 MVC 中，加入原本是在主线程跑的，后面有需求需要放在子线程中优化，但是其中有从 ThreadLocal 中获取 Request 信息，此时就可以和上面一个做法解决问题，如：

@RestController
@RequestMapping("/test3")
public class RequestController {

    @GetMapping("/test")
    public void test(){
        // 获取句柄
        ServletRequestAttributes att = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder
                .getRequestAttributes();
        CompletableFuture.runAsync(()->{
            // 绑定
            RequestContextHolder.setRequestAttributes(att);

            ServletRequestAttributes attributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder
                    .getRequestAttributes();

            HttpServletRequest request = attributes.getRequest();
            System.out.println(request.getHeader("token"));
            // 解绑
            RequestContextHolder.resetRequestAttributes();
        }).join();
    }
}

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