一、事务基础设施的三层架构

1. 声明式事务的入口：@Transactional的元数据解析

java

// Spring通过BeanPostProcessor处理注解
public class AnnotationTransactionAttributeSource 
    extends AbstractFallbackTransactionAttributeSource {
    
    // 解析方法级别的@Transactional注解
    protected TransactionAttribute findTransactionAttribute(Method method) {
        return determineTransactionAttribute(method);
    }
    
    // 类级别注解继承机制
    protected TransactionAttribute findTransactionAttribute(Class<?> clazz) {
        // ...
    }
}

核心机制：

• 使用TransactionAnnotationParser解析注解属性（隔离级别、传播行为、超时等）
• 通过TransactionAttribute对象封装事务元数据
• 继承规则：方法级注解覆盖类级注解，接口注解默认不生效

2. AOP代理的生成策略

• JDK动态代理：基于接口实现，生成$Proxy类
• CGLIB字节码增强：通过生成子类覆盖父类方法
• Spring Boot 2.x后默认优先使用CGLIB代理

关键源码路径：

java

// AbstractAutoProxyCreator#createProxy
protected Object createProxy(Class<?> beanClass, String beanName,
        Object[] specificInterceptors, TargetSource targetSource) {
    // 判断是否强制使用CGLIB
    if (this.proxyTargetClass || shouldProxyTargetClass(beanClass, beanName)) {
        return buildCglibProxy(beanClass, beanName);
    } else {
        return buildJdkDynamicProxy(beanClass, name);
    }
}

二、事务管理器（PlatformTransactionManager）的运作机制

1. 事务生命周期控制

java

public interface PlatformTransactionManager extends TransactionManager {
    // 获取事务状态对象
    TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition)
            throws TransactionException;

    // 提交事务
    void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;

    // 回滚事务
    void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

2.
DataSourceTransactionManager的核心实现

java

public class DataSourceTransactionManager extends AbstractPlatformTransactionManager
        implements ResourceTransactionManager {
        
    // 关键方法：获取数据库连接
    protected void doBegin(Object transaction, TransactionDefinition definition) {
        DataSourceTransactionObject txObject = (DataSourceTransactionObject) transaction;
        Connection con = null;
        try {
            // 从数据源获取连接
            con = obtainDataSource().getConnection();
            // 设置隔离级别
            Integer previousIsolationLevel = DataSourceUtils.prepareConnectionForTransaction(
                    con, definition);
            // 关闭自动提交
            if (con.getAutoCommit()) {
                con.setAutoCommit(false);
            }
            // 绑定到线程上下文
            txObject.setConnectionHolder(new ConnectionHolder(con), true);
        }
        // ...
    }
}

核心流程：

1. 通过TransactionSynchronizationManager绑定ConnectionHolder到ThreadLocal
2. 事务传播行为决策树（PROPAGATION_REQUIRED/NESTED等）
3. 保存点机制实现嵌套事务（SavepointManager）

三、事务拦截器（TransactionInterceptor）的拦截链

1. 方法调用拦截时序图

java

public Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
    // 获取事务属性
    TransactionAttributeSource tas = getTransactionAttributeSource();
    final TransactionAttribute txAttr = tas.getTransactionAttribute(
            invocation.getMethod(), invocation.getThis().getClass());

    // 创建事务
    TransactionInfo txInfo = createTransactionIfNecessary(tm, txAttr, joinpointIdentification);

    try {
        // 执行目标方法
        Object retVal = invocation.proceed();
        // 提交事务
        commitTransactionAfterReturning(txInfo);
        return retVal;
    } catch (Throwable ex) {
        // 回滚决策
        completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex);
        throw ex;
    }
}

2. 事务回滚规则引擎

• RollbackRuleAttribute解析异常类型
• 默认只回滚RuntimeException和Error
• 自定义规则示例：

java

@Transactional(rollbackFor = {BusinessException.class, SQLException.class})

四、事务同步与资源管理

1. 事务同步回调机制

java

复制

public abstract class TransactionSynchronizationManager {
    private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources =
            new NamedThreadLocal<>("Transactional resources");
    
    private static final ThreadLocal<Set<TransactionSynchronization>> synchronizations =
            new NamedThreadLocal<>("Transaction synchronizations");
}

2. 典型应用场景：

• 在事务提交后执行日志记录
• 事务回滚时发送告警通知
• 实现Hibernate的session自动flush

自定义同步器示例：

java

TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(
    new TransactionSynchronization() {
        @Override
        public void afterCommit() {
            auditService.logTransactionSuccess();
        }
    }
);

五、分布式事务的Spring实现

1. JTA事务管理器整合

xml

复制

<bean id="transactionManager" 
      class="org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager">
    <property name="transactionManager" ref="atomikosTransactionManager"/>
</bean>

2. 基于XA协议的两阶段提交

• 阶段一：准备阶段（所有RM返回ready）
• 阶段二：提交/回滚（协调全局决策）

3. 柔性事务解决方案

• TCC模式（Try-Confirm-Cancel）
• Saga长事务模式
• 最大努力通知型

六、性能优化关键点

1. 事务粒度的控制

• 避免在事务中进行远程调用
• 批量操作使用BATCH_SIZE优化
• 合理设置事务超时时间

2. 连接池配置建议

properties

# HikariCP推荐配置
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=20
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5
spring.datasource.hikari.idle-timeout=30000

3. 事务监控指标

• 事务平均耗时
• 事务成功率
• 事务回滚率
• 死锁检测频率

七、常见问题排查指南

1. 事务不生效的7种场景：

1. 非public方法使用@Transactional
2. 异常类型不符合回滚规则
3. 自调用导致代理失效
4. 多数据源未指定事务管理器
5. 使用错误的事务传播属性
6. 数据库引擎不支持事务（如MyISAM）
7. 线程切换导致连接丢失

2. 事务死锁检测工具：

• MySQL的SHOW ENGINE INNODB STATUS
• JDBC驱动的Connection#getWarnings()
• Spring的TransactionSynchronizationManager调试模式

总结与最佳实践

1. 事务设计原则：保持事务短小、避免嵌套、合理设置隔离级别
2. 监控体系：建立全链路事务监控看板
3. 代码规范：强制事务注解必须显式指定rollbackFor
4. 架构演进：单体事务→分布式事务→最终一致性方案

通过jdbcTemplate.execute("SHOW VARIABLES LIKE 'tx_isolation'")可验证当前事务隔离级别，结合Spring的TransactionTemplate进行编程式事务控制，可在复杂场景下实现更精细的事务管理。理解底层原理后，开发者应能根据业务特点选择合适的事务策略，在保证数据一致性的同时实现系统的高性能。