Spring 事务的那些坑，都在这里了！

Spring框架已是JAVA项目的标配，其中Spring事务管理也是最常用的一个功能，但如果不了解其实现原理，使用姿势不对，一不小心就可能掉坑里。
为了更透彻的说明这些坑，本文分四部分展开阐述：
第一部分简单介绍下Spring事务集成的几种方式；
第二部分结合Spring源代码说明Spring事务的实现原理；
第三部分通过实际测试代码介绍关于Spring事务的坑；
第四部分是对本文的总结。
一、Spring事务管理的几种方式：
Spring事务在具体使用方式上可分为两大类：

1. 声明式

基于 TransactionProxyFactoryBean的声明式事务管理

基于 <tx> 和 <aop> 命名空间的事务管理

基于 @Transactional 的声明式事务管理

1. 编程式

基于事务管理器API 的编程式事务管理

基于TransactionTemplate 的编程式事务管理

目前大部分项目使用的是声明式的后两种：

基于 <tx> 和 <aop> 命名空间的声明式事务管理可以充分利用切点表达式的强大支持，使得管理事务更加灵活。

基于 @Transactional 的方式需要实施事务管理的方法或者类上使用 @Transactional 指定事务规则即可实现事务管理，在Spring Boot中通常也建议使用这种注解方式来标记事务。

二、Spring事务实现机制
接下来我们详细看下Spring事务的源代码，进而了解其工作原理。我们从<tx>标签的解析类开始：
@Overridepublic void init() { registerBeanDefinitionParser("advice", new TxAdviceBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("annotation-driven", new AnnotationDrivenBeanDefinitionParser()); registerBeanDefinitionParser("jta-transaction-manager", new JtaTransactionManagerBeanDefinitionParser()); }}class TxAdviceBeanDefinitionParser extends AbstractSingleBeanDefinitionParser { @Override protected Class<?> getBeanClass(Element element) { return TransactionInterceptor.class; }}
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由此可看到Spring事务的核心实现类TransactionInterceptor及其父类TransactionAspectSupport，其实现了事务的开启、数据库操作、事务提交、回滚等。我们平时在开发时如果想确定是否在事务中，也可以在该方法进行断点调试。
TransactionInterceptor：
public Object invoke(final MethodInvocation invocation) throws Throwable { 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(); } });}
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TransactionAspectSupport
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, txAttr); if (txAttr == null || !(tm instanceof CallbackPreferringPlatformTransactionManager)) { // Standard transaction demarcation with getTransaction and commit/rollback calls. 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. retVal = invocation.proceedWithInvocation(); } catch (Throwable ex) { // target invocation exception completeTransactionAfterThrowing(txInfo, ex); throw ex; } finally { cleanupTransactionInfo(txInfo); } commitTransactionAfterReturning(txInfo); return retVal; }}
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至此我们了解事务的整个调用流程，但还有一个重要的机制没分析到，那就是Spring 事务针对不同的传播级别控制当前获取的数据库连接。
接下来我们看下Spring获取连接的工具类DataSourceUtils，JdbcTemplate、Mybatis-Spring也都是通过该类获取Connection。
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 { Assert.notNull(dataSource, "No DataSource specified"); 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(); } …}
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TransactionSynchronizationManager也是一个事务同步管理的核心类，它实现了事务同步管理的职能，包括记录当前连接持有connection holder。
TransactionSynchronizationManager
private static final ThreadLocal<Map<Object, Object>> resources = new NamedThreadLocal<Map<Object, Object>>("Transactional resources"); … 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; }
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在事务管理器类AbstractPlatformTransactionManager中，getTransaction获取事务时，会处理不同的事务传播行为，例如当前存在事务，但调用方法事务传播级别为REQUIRES_NEW、PROPAGATION_NOT_SUPPORTED时，对当前事务进行挂起、恢复等操作，以此保证了当前数据库操作获取正确的Connection。
具体是在子事务提交的最后会将挂起的事务恢复，恢复时重新调用TransactionSynchronizationManager. bindResource设置之前的connection holder，这样再获取的连接就是被恢复的数据库连接， TransactionSynchronizationManager当前激活的连接只能是一个。
Spring Boot 理论和实战仓库：

github.com/javastacks/…

AbstractPlatformTransactionManager
private TransactionStatus handleExistingTransaction( TransactionDefinition definition, Object transaction, boolean debugEnabled) throws TransactionException { … if (definition.getPropagationBehavior() == TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW) { if (debugEnabled) { logger.debug("Suspending current transaction, creating new transaction with name [" + definition.getName() + "]"); } SuspendedResourcesHolder suspendedResources = suspend(transaction); try { boolean newSynchronization = (getTransactionSynchronization() != SYNCHRONIZATION_NEVER); DefaultTransactionStatus status = newTransactionStatus( definition, transaction, true, newSynchronization, debugEnabled, suspendedResources); doBegin(transaction, definition); prepareSynchronization(status, definition); return status; } catch (RuntimeException beginEx) { resumeAfterBeginException(transaction, suspendedResources, beginEx); throw beginEx; } catch (Error beginErr) { resumeAfterBeginException(transaction, suspendedResources, beginErr); throw beginErr; } }}/* Clean up after completion, clearing synchronization if necessary, and invoking doCleanupAfterCompletion. @param status object representing the transaction @see #doCleanupAfterCompletion /private void cleanupAfterCompletion(DefaultTransactionStatus status) { status.setCompleted(); if (status.isNewSynchronization()) { TransactionSynchronizationManager.clear(); } if (status.isNewTransaction()) { doCleanupAfterCompletion(status.getTransaction()); } if (status.getSuspendedResources() != null) { if (status.isDebug()) { logger.debug("Resuming suspended transaction after completion of inner transaction"); } resume(status.getTransaction(), (SuspendedResourcesHolder) status.getSuspendedResources()); }}
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Spring的事务是通过AOP代理类中的一个Advice（TransactionInterceptor）进行生效的，而传播级别定义了事务与子事务获取连接、事务提交、回滚的具体方式。详解 Java 中的三种代理模式，这篇推荐看下。
AOP（Aspect Oriented Programming），即面向切面编程。Spring AOP技术实现上其实就是代理类，具体可分为静态代理和动态代理两大类，其中静态代理是指使用 AOP 框架提供的命令进行编译，从而在编译阶段就可生成 AOP 代理类，因此也称为编译时增强；(AspectJ)；而动态代理则在运行时借助于 默写类库在内存中“临时”生成 AOP 动态代理类，因此也被称为运行时增强。其中java是使用的动态代理模式 (JDK+CGLIB)。
JDK动态代理 JDK动态代理主要涉及到java.lang.reflect包中的两个类：Proxy和InvocationHandler。InvocationHandler是一个接口，通过实现该接口定义横切逻辑，并通过反射机制调用目标类的代码，动态将横切逻辑和业务逻辑编制在一起。Proxy利用InvocationHandler动态创建一个符合某一接口的实例，生成目标类的代理对象。
CGLIB动态代理 CGLIB全称为Code Generation Library，是一个强大的高性能，高质量的代码生成类库，可以在运行期扩展Java类与实现Java接口，CGLIB封装了asm，可以再运行期动态生成新的class。和JDK动态代理相比较：JDK创建代理有一个限制，就是只能为接口创建代理实例，而对于没有通过接口定义业务方法的类，则可以通过CGLIB创建动态代理。
CGLIB 创建代理的速度比较慢，但创建代理后运行的速度却非常快，而 JDK 动态代理正好相反。如果在运行的时候不断地用 CGLIB 去创建代理，系统的性能会大打折扣。
因此如果有接口，Spring默认使用JDK 动态代理，源代码如下：
public class DefaultAopProxyFactory implements AopProxyFactory, Serializable { @Override public AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException { if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) { Class<?> targetClass = config.getTargetClass(); if (targetClass == null) { throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " + "Either an interface or a target is required for proxy creation."); } if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) { return new JdkDynamicAopProxy(config); } return new ObjenesisCGLIBAopProxy(config); } else { return new JdkDynamicAopProxy(config); } }}
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在了解Spring代理的两种特点后，我们也就知道在做事务切面配置时的一些注意事项，例如JDK代理时方法必须是public，CGLIB代理时必须是public、protected，且类不能是final的；在依赖注入时，如果属性类型定义为实现类，JDK代理时会报如下注入异常：
org.springframework.beans.factory.UnsatisfiedDependencyException: Error creating bean with name 'com.wwb.test.TxTestAop': Unsatisfied dependency expressed through field 'service'; nested exception is org.springframework.beans.factory.BeanNotOfRequiredTypeException: Bean named 'stockService' is expected to be of type 'com.wwb.service.StockProcessServiceImpl' but was actually of type 'com.sun.proxy.$Proxy14'
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但如果修改为CGLIB代理时则会成功注入，所以如果有接口，建议注入时该类属性都定义为接口。另外事务切点都配置在实现类和接口都可以生效，但建议加在实现类上。
官网关于Spring AOP的详细介绍

docs.spring.io/spring/docs…

三、Spring事务的那些坑
通过之前章节，相信您已经掌握了spring事务的使用方式与原理，不过还是要注意，因为一不小心就可能就掉坑。

推荐阅读：Spring事务失效的 8 大原因

首先看第一个坑：
3.1 事务不生效
测试代码，事务AOP配置：
<tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="myTxManager"><tx:attributes> <!-- 指定在连接点方法上应用的事务属性 --> <tx:method name="openAccount" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRED"/> <tx:method name="openStock" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRED"/> <tx:method name="openStockInAnotherDb" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRES_NEW"/> <tx:method name="openTx" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRED"/> <tx:method name="openWithoutTx" isolation="DEFAULT" propagation="NEVER"/> <tx:method name="openWithMultiTx" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRED"/></tx:advice>

public class StockProcessServiceImpl implements IStockProcessService{ @Autowired private IAccountDao accountDao; @Autowired private IStockDao stockDao; @Override public void openAccount(String aname, double money) { accountDao.insertAccount(aname, money); } @Override public void openStock(String sname, int amount) { stockDao.insertStock(sname, amount); } @Override public void openStockInAnotherDb(String sname, int amount) { stockDao.insertStock(sname, amount); } public void insertAccount(String aname, double money) { String sql = "insert into account(aname, balance) values(?,?)"; this.getJdbcTemplate().update(sql, aname, money); DbUtils.printDBConnectionInfo("insertAccount",getDataSource()); } public void insertStock(String sname, int amount) { String sql = "insert into stock(sname, count) values (?,?)"; this.getJdbcTemplate().update(sql , sname, amount); DbUtils.printDBConnectionInfo("insertStock",getDataSource()); } public static void printDBConnectionInfo(String methodName,DataSource ds) { Connection connection = DataSourceUtils.getConnection(ds); System.out.println(methodName+" connection hashcode="+connection.hashCode()); } //调用同类方法，外围配置事务 public void openTx(String aname, double money) { openAccount(aname,money); openStock(aname,11); } }
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1.运行输出：

insertAccount connection hashcode=319558327 insertStock connection hashcode=319558327

//调用同类方法，外围未配置事务public void openWithoutTx(String aname, double money) { openAccount(aname,money); openStock(aname,11);}
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2.运行输出：

insertAccount connection hashcode=1333810223 insertStock connection hashcode=1623009085

//通过AopContext.currentProxy()方法获取代理@Overridepublic void openWithMultiTx(String aname, double money) { openAccount(aname,money); openStockInAnotherDb(aname, 11);//传播级别为REQUIRES_NEW}
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3.运行输出：

insertAccount connection hashcode=303240439 insertStock connection hashcode=303240439

可以看到2、3测试方法跟我们事务预期并一样，结论：调用方法未配置事务、本类方法直接调用，事务都不生效！
究其原因，还是因为Spring的事务本质上是个代理类，而本类方法直接调用时其对象本身并不是织入事务的代理，所以事务切面并未生效。具体可以关注公众号Java技术栈，在后台回复 Spring 获取系列教程。
Spring也提供了判断是否为代理的方法：
public static void printProxyInfo(Object bean) { System.out.println("isAopProxy"+AopUtils.isAopProxy(bean)); System.out.println("isCGLIBProxy="+AopUtils.isCGLIBProxy(bean)); System.out.println("isJdkProxy="+AopUtils.isJdkDynamicProxy(bean));}
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那如何修改为代理类调用呢？最直接的想法是注入自身，代码如下：
@Autowiredprivate IStockProcessService stockProcessService;//注入自身类，循环依赖，亲测可以 public void openTx(String aname, double money) { stockProcessService.openAccount(aname,money); stockProcessService.openStockInAnotherDb (aname,11);}
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当然Spring提供了获取当前代理的方法：代码如下：
//通过AopContext.currentProxy()方法获取代理@Overridepublic void openWithMultiTx(String aname, double money) {((IStockProcessService)AopContext.currentProxy()).openAccount(aname,money);((IStockProcessService)AopContext.currentProxy()).openStockInAnotherDb(aname, 11);}
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另外Spring是通过TransactionSynchronizationManager类中线程变量来获取事务中数据库连接，所以如果是多线程调用或者绕过Spring获取数据库连接，都会导致Spring事务配置失效。
最后Spring事务配置失效的场景：

事务切面未配置正确

本类方法调用

多线程调用

绕开Spring获取数据库连接

接下来我们看下Spring的事务的另外一个坑:
3.2 事务不回滚
测试代码：
<tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="myTxManager"> <tx:attributes> <!-- 指定在连接点方法上应用的事务属性 --> <tx:method name="buyStock" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRED"/> </tx:attributes></tx:advice>public void buyStock(String aname, double money, String sname, int amount) throws StockException { boolean isBuy = true; accountDao.updateAccount(aname, money, isBuy); // 故意抛出异常 if (true) { throw new StockException("购买股票异常"); } stockDao.updateStock(sname, amount, isBuy);}@Testpublic void testBuyStock() { try { service.openAccount("dcbs", 10000); service.buyStock("dcbs", 2000, "dap", 5); } catch (StockException e) { e.printStackTrace(); } double accountBalance = service.queryAccountBalance("dcbs"); System.out.println("account balance is " + accountBalance);}
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输出结果：

insertAccount connection hashcode=656479172 updateAccount connection hashcode=517355658 account balance is 8000.0

应用抛出异常，但accountDao.updateAccount却进行了提交。究其原因，直接看Spring源代码：
TransactionAspectSupport
protected void completeTransactionAfterThrowing(TransactionInfo txInfo, Throwable ex) { if (txInfo != null && txInfo.hasTransaction()) { if (logger.isTraceEnabled()) { logger.trace("Completing transaction for [" + txInfo.getJoinpointIdentification() + "] after exception: " + ex); } if 8000 (txInfo.transactionAttribute.rollbackOn(ex)) { try { txInfo.getTransactionManager().rollback(txInfo.getTransactionStatus()); } catch (TransactionSystemException ex2) { logger.error("Application exception overridden by rollback exception", ex); ex2.initApplicationException(ex); throw ex2; } …}public class DefaultTransactionAttribute extends DefaultTransactionDefinition implements TransactionAttribute {@Override public boolean rollbackOn(Throwable ex) { return (ex instanceof RuntimeException || ex instanceof Error); }…}
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由代码可见，Spring事务默认只对RuntimeException和Error进行回滚，如果应用需要对指定的异常类进行回滚，可配置rollback-for=属性，例如：
<!-- 注册事务通知 --><tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="myTxManager"> <tx:attributes> <!-- 指定在连接点方法上应用的事务属性 --> <tx:method name="buyStock" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRED" rollback-for="StockException"/> </tx:attributes></tx:advice>
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事务不回滚的原因：

事务配置切面未生效

应用方法中将异常捕获

抛出的异常不属于运行时异常（例如IOException），

rollback-for属性配置不正确

接下来我们看下Spring事务的第三个坑：
3.3 事务超时不生效
测试代码：
<!-- 注册事务通知 --> <tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="myTxManager"> <tx:attributes> <tx:method name="openAccountForLongTime" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRED" timeout="3"/> </tx:attributes> </tx:advice>

@Overridepublic void openAccountForLongTime(String aname, double money) { accountDao.insertAccount(aname, money); try { Thread.sleep(5000L);//在数据库操作之后超时 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }}@Testpublic void testTimeout() { service.openAccountForLongTime("dcbs", 10000);}
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正常运行，事务超时未生效

public void openAccountForLongTime(String aname, double money) { try { Thread.sleep(5000L); //在数据库操作之前超时 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } accountDao.insertAccount(aname, money);}
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抛出事务超时异常，超时生效

org.springframework.transaction.TransactionTimedOutException: Transaction timed out: deadline was Fri Nov 23 17:03:02 CST 2018 at org.springframework.transaction.support.ResourceHolderSupport.checkTransactionTimeout(ResourceHolderSupport.java:141) …

通过源码看看Spring事务超时的判断机制：
ResourceHolderSupport
/ Return the time to live for this object in milliseconds. @return number of millseconds until expiration @throws TransactionTimedOutException if the deadline has already been reached /public long getTimeToLiveInMillis() throws TransactionTimedOutException{ if (this.deadline == null) { throw new IllegalStateException("No timeout specified for this resource holder"); } long timeToLive = this.deadline.getTime() - System.currentTimeMillis(); checkTransactionTimeout(timeToLive <= 0); return timeToLive;}/ Set the transaction rollback-only if the deadline has been reached, and throw a TransactionTimedOutException. */private void checkTransactionTimeout(boolean deadlineReached) throws TransactionTimedOutException { if (deadlineReached) { setRollbackOnly(); throw new TransactionTimedOutException("Transaction timed out: deadline was " + this.deadline); }}
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通过查看getTimeToLiveInMillis方法的Call Hierarchy，可以看到被DataSourceUtils的applyTimeout所调用， 继续看applyTimeout的Call Hierarchy，可以看到有两处调用，一个是JdbcTemplate，一个是TransactionAwareInvocationHandler类，后者是只有TransactionAwareDataSourceProxy类调用，该类为DataSource的事务代理类，我们一般并不会用到。难道超时只能在这调用JdbcTemplate中生效？写代码亲测：
<!-- 注册事务通知 --><tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="myTxManager"> <tx:attributes> <tx:method name="openAccountForLongTimeWithoutJdbcTemplate" isolation="DEFAULT" propagation="REQUIRED" timeout="3"/> </tx:attributes></tx:advice>public void openAccountForLongTimeWithoutJdbcTemplate(String aname, double money) { try { Thread.sleep(5000L); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } accountDao.queryAccountBalanceWithoutJdbcTemplate(aname);}public double queryAccountBalanceWithoutJdbcTemplate(String aname) { String sql = "select balance from account where aname = ?"; PreparedStatement prepareStatement; try { prepareStatement = this.getConnection().prepareStatement(sql); prepareStatement.setString(1, aname); ResultSet executeQuery = prepareStatement.executeQuery(); while(executeQuery.next()) { return executeQuery.getDouble(1); } } catch (CannotGetJdbcConnectionException | SQLException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } return 0;}
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运行正常，事务超时失效

由上可见：Spring事务超时判断在通过JdbcTemplate的数据库操作时，所以如果超时后未有JdbcTemplate方法调用，则无法准确判断超时。
另外也可以得知，如果通过Mybatis等操作数据库，Spring的事务超时是无效的。鉴于此，Spring的事务超时谨慎使用。
四、 总结
JDBC规范中Connection 的setAutoCommit是原生控制手动事务的方法，但传播行为、异常回滚、连接管理等很多技术问题都需要开发者自己处理，而Spring事务通过AOP方式非常优雅的屏蔽了这些技术复杂度，使得事务管理变的异常简单。
但凡事有利弊，如果对实现机制理解不透彻，很容易掉坑里。最后总结下Spring事务的可能踩的坑：

1. Spring事务未生效

调用方法本身未正确配置事务

本类方法直接调用

数据库操作未通过Spring的DataSourceUtils获取Connection

多线程调用

1. Spring事务回滚失效

未准确配置rollback-for属性

异常类不属于RuntimeException与Error

应用捕获了异常未抛出

1. Spring事务超时不准确或失效

超时发生在最后一次JdbcTemplate操作之后

通过非JdbcTemplate操作数据库，例如Mybatis

总结了一些2020年的面试题，这份面试题的包含的模块分为19个模块，分别是： Java 基础、容器、多线程、反射、对象拷贝、Java Web 、异常、网络、设计模式、Spring/Spring MVC、Spring Boot/Spring Cloud、Hibernate、MyBatis、RabbitMQ、Kafka、Zookeeper、MySQL、Redis、JVM 。
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