Spring AOP和事务的相关陷阱

1、前言
2、嵌套方法拦截失效
2.1 问题场景
2.2 解决方案
2.3 原因分析
2.3.1 原理
2.3.2 源代码分析

3、Spring事务在多线程环境下失效
3.1 问题场景
3.2 解决方案
3.3 原因分析

4、总结

1、前言

Spring AOP在使用过程中需要注意一些问题，也就是平时我们说的陷阱，这些陷阱的出现是由于Spring AOP的实现方式造成的。对于这些缺陷本人坚持的观点是：一是每一样技术都或多或少有它的局限性，很难称得上完美，只要掌握其实现原理，在使用时不要掉进陷阱就行，也就是进行规避；二是更进一步讲，我们应该接受这就是技术本身的特点，也说不上什么缺陷，它本身就在“那里”，只是我们要的结果是“这样”，而它表现的是“那样”，恰好不是我们想要的而已。

对于Spring AOP的陷阱，我总结了以下两个方面，现在分别进行介绍。

2、嵌套方法拦截失效

2.1 问题场景

通过例子来讲解这样更好，首先加上注解配置：

<!-- 启用注解式AOP -->
<aop:aspectj-autoproxy/>

然后定义一个切面，代码如下：

@Aspect
@Component
public class AnnotationAspectTest {

@Pointcut("execution(* *.action(*))")
public void action() {
}

@Pointcut("execution(* *.work(*))")
public void work() {
}

@Pointcut("action() || work())")
public void compositePointcut() {
}

//前置通知
@Before("compositePointcut()")
public void beforeAdvice() {
System.out.println("before advice.................");
}

//后置通知
@After("compositePointcut()")
public void doAfter() {
System.out.println("after advice..................");
}
}

View Code
测试代码：

//定义接口
public interface IPersonService {
String action(String msg);

String work(String msg);
}

//编写实现类
@Service
public class PersonServiceImpl implements IPersonService {

public String action(String msg) {
System.out.println("FooService, method doing.");

this.work(msg);                                           // *** 代码 1 ***

return "[" + msg + "]";
}

@Override
public String work(String msg) {
System.out.println("work: * " + msg + " *");
return "* " + msg + " *";
}
}

//单元测试
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations = {"classpath:applicationContext.xml"})
public class FooServiceTest {

@Autowired
private IPersonService personService;

@Test
public void testAction() {
personService.action("hello world.");
}
}

View Code
测试结果：



说明嵌套在action方法内部的work方法没有被进行切面增强，它没有被“切中”。

2.2 解决方案

在实现类中，如果注释掉代码1，将代码1改为：

((IPersonService) AopContext.currentProxy()).work(msg);   // *** 代码 2 ***

并且在XML配置中加上expose-proxy="true"，变为：<aop:aspectj-autoproxy expose-proxy="true"/>

运行结果为：



嵌套在action方法内部的work方法被进行了切面增强，它被“切中”。

2.3 原因分析

2.3.1 原理

以上结果的出现与Spring AOP的实现原理息息相关，由于Spring AOP采用了动态代理实现AOP，在Spring容器中的bean（也就是目标对象）会被代理对象代替，代理对象里加入了我们需要的增强逻辑，当调用代理对象的方法时，目标对象的方法就会被拦截。而上文中问题出现的症结也就是在这里，为了进一步说明这个问题，用图片说明最好：



通过调用代理对象的action方法，在其内部会经过切面增强，然后方法被发射到目标对象，在目标对象上执行原有逻辑，如果在原有逻辑中嵌套调用了work方法，则此时work方法并没有被进行切面增强，因为此时它已经在目标对象内部。

而解决方案很好地说明了，将嵌套方法发射到代理对象，这样就完成了切面增强。

2.3.2 源代码分析

接下来我们简单看一下源代码，Spring AOP的代码逻辑相当清晰：

/**
* Implementation of {@code InvocationHandler.invoke}.
* <p>Callers will see exactly the exception thrown by the target,
* unless a hook method throws an exception.
*/
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
... ...

Object retVal;

//*** 代码3 ***
if (this.advised.exposeProxy) {
// Make invocation available if necessary.
oldProxy = AopContext.setCurrentProxy(proxy);
setProxyContext = true;
}

... ...

// Get the interception chain for this method.
List<Object> chain = this.advised.getInterceptorsAndDynamicInterceptionAdvice(method, targetClass);

// Check whether we have any advice. If we don't, we can fallback on direct
// reflective invocation of the target, and avoid creating a MethodInvocation.
if (chain.isEmpty()) {
// 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.
retVal = AopUtils.invokeJoinpointUsingReflection(target, method, args);
}
else {
// We need to create a method invocation...
invocation = new ReflectiveMethodInvocation(proxy, target, method, args, targetClass, chain);
// Proceed to the joinpoint through the interceptor chain.
retVal = invocation.proceed();
}

... ...
}

View Code
 

在代码3处，如果配置了exposeProxy开关，则会将代理对象暴露在当前线程中，以供其它需要的地方使用。那么是怎么暴露的呢？答案很简单，通过使用静态的全局ThreadLocal变量就解决了问题。

3、Spring事务在多线程环境下失效

3.1 问题场景

沿用上面的代码稍作修改，加上事务配置：

<!-- 数据库的事务管理器配置 -->
<bean  class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
<property name="dataSource" ref="meilvDataSource"/>
</bean>
<tx:annotation-driven transaction-manager="transactionManager"/>

代码如下所示：

@Service
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED, timeout = 10000000)
public class PersonServiceImpl implements IPersonService {

@Autowired
IUserDAO userDAO;

@Override
public String action(final String msg) {

new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
(getThis()).work(msg);
}
}).start();

UserDO userDO = new UserDO();
userDO.setName("lanlan");
userDAO.insert(userDO);

return "[" + msg + "]";
}

@Override
public String work(String msg) {
System.out.println("work: * " + msg + " *");
UserDO userDO = new UserDO();
userDO.setName("yanyan");
userDAO.insert(userDO);

throw new RuntimeException();
}

private IPersonService getThis() {
try {
return (IPersonService) AopContext.currentProxy();
} catch (IllegalStateException e) {
return this;
}
}
}

View Code
结果：work方法中抛出异常，但是没有影响事务的回滚，说明事务在子线程中失效了。

3.2 解决方案

只需要将多线程中的方法提出来，或者作为另一个Service类中的方法即可。

 

@Service
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED, timeout = 10000000)
public class PersonServiceImpl implements IPersonService {

@Autowired
IUserDAO userDAO;

@Override
public String action(final String msg) {

(getThis()).work(msg);

UserDO userDO = new UserDO();
userDO.setName("lanlan");
userDAO.insert(userDO);

return "[" + msg + "]";
}

@Override
public String work(String msg) {
System.out.println("work: * " + msg + " *");
UserDO userDO = new UserDO();
userDO.setName("yanyan");
userDAO.insert(userDO);

throw new RuntimeException();
}

private IPersonService getThis() {
try {
return (IPersonService) AopContext.currentProxy();
} catch (IllegalStateException e) {
return this;
}
}
}

View Code
 

上面只是一个简单的例子，用于进行问题说明。

a、如果去掉多线程，将方法放在同一个类里，Spring则会根据事务的传播配置参数，是否重新启用新的事务。

b、如果将方法独立出来放在新的类里，并且该方法也配置了事务，则会重新启用新的事务。

3.3 原因分析

Spring的事务处理为了与数据访问解耦，它提供了一套处理数据资源的机制，而这个机制与上文中的原理相差无几，也是采用的ThreadLocal的方式。

在编程中，Service实例都是单例的无状态的，事务管理则需要加入事务控制的相关状态变量，使得Service实例不再是无状态线程安全的，解决这个问题的方式就是使用ThreadLocal。

通过使用ThreadLocal将数据源绑定在当前线程上，在当前线程的事务中，从设定的地方去取连接就会是同一个数据库连接，这样操作事务就会在同一个连接上进行。

如下图所示：



但是，ThreadLocal的特性是，绑定在当前线程中的变量不会自动传递到其它线程中（当然，InheritableThreadLocal可以在父子线程中间传递变量值，但是这需要特殊的使用场景），所以当开启子线程时，子线程并没有父线程的数据库连接资源。

对于上文提到的陷阱：如果另外开启线程，那么在新线程中将获取不到父线程的连接，事务要么失效，要么重新开启一个新的。

源代码如下：

 

public abstract class DataSourceUtils {

public static Connection getConnection(DataSource dataSource) throws CannotGetJdbcConnectionException {
try {
return doGetConnection(dataSource);
}
catch (SQLException ex) {
throw new CannotGetJdbcConnectionException("Could not get JDBC Connection", ex);
}
}

public static Connection doGetConnection(DataSource dataSource) throws SQLException {
ConnectionHolder conHolder = (ConnectionHolder) TransactionSynchronizationManager.getResource(dataSource);
if (conHolder != null && (conHolder.hasConnection() || conHolder.isSynchronizedWithTransaction())) {
conHolder.requested();
if (!conHolder.hasConnection()) {
logger.debug("Fetching resumed JDBC Connection from DataSource");
conHolder.setConnection(dataSource.getConnection());
}
return conHolder.getConnection();
}

Connection con = dataSource.getConnection();

......

return con;
}
}

public abstract class TransactionSynchronizationManager {

private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources =
new NamedThreadLocal<Map<Object, Object>>("Transactional resources");

/**
* Retrieve a resource for the given key that is bound to the current thread.
* @param key the key to check (usually the resource factory)
* @return a value bound to the current thread (usually the active
* resource object), or {@code null} if none
* @see ResourceTransactionManager#getResourceFactory()
*/
public static Object getResource(Object key) {
Object actualKey = TransactionSynchronizationUtils.unwrapResourceIfNecessary(key);
Object value = doGetResource(actualKey);
if (value != null && logger.isTraceEnabled()) {
logger.trace("Retrieved value [" + value + "] for key [" + actualKey + "] bound to thread [" +
Thread.currentThread().getName() + "]");
}
return value;
}

/**
* Actually check the value of the resource that is bound for the given key.
*/
private static Object doGetResource(Object actualKey) {
Map<Object, Object> map = resources.get();
if (map == null) {
return null;
}
Object value = map.get(actualKey);
// Transparently remove ResourceHolder that was marked as void...
if (value instanceof ResourceHolder && ((ResourceHolder) value).isVoid()) {
map.remove(actualKey);
// Remove entire ThreadLocal if empty...
if (map.isEmpty()) {
resources.remove();
}
value = null;
}
return value;
}
}

View Code

4、总结

本文总结了Spring AOP和事务的两个陷阱，在平时的实际开发中经常与遇到，只有深入了解了其中的原理，才会在工作中能够有效应对。