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如何使用 SpringBoot + 事务钩子函数来打造高效支付系统

2024-06-25码农

架构师(JiaGouX)

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前言

经过前面对Spring AOP、事务的总结,我们已经对它们有了一个比较感性的认知了。今天,我继续安利一个独门绝技: Spring 事务的钩子函数。 单纯的讲技术可能比较枯燥乏味。

接下来,我将以一个实际的案例来描述Spring事务钩子函数的正确使用姿势。


一、案例背景

拿支付系统相关的业务来举例。在支付系统中,我们需要记录每个账户的资金流水(记录用户A因为哪个操作扣了钱,因为哪个操作加了钱),这样我们才能对每个账户的账做到心中有数,对于支付系统而言,资金流水的数据可谓是最重要的。

因此,为了防止支付系统的老大徇私舞弊,CTO提了一个流水存档的需求: 要求支付系统对每个账户的资金流水做一份存档,要求支付系统在写流水的时候,把流水相关的信息以消息的形式推送到kafka,由存档系统消费这个消息并落地到库里 (这个库只有存档系统拥有写权限)。

整个需求的流程如下所示:

图片

整个需求的流程还是比较简单的,考虑到后续会有其他事业部也要进行数据存档操作,CTO建议支付系统团队内部开发一个二方库,这个二方库的主要功能就是发送消息到kafka中去。


二、确定方案

既然要求开发一个二方库,因此,我们需要考虑如下几件事情:

1、技术栈使用的springboot,因此,这里最好以starter的方式提供

2、二方库需要发送消息给kafka,最好是二方库内部基于kafka生产者的api创建生产者,不要使用Spring自带的kafkaTemplate,因为集成方有可能已经使用了kafkaTemplate。不能与集成方造成冲突。

3、减少对接方的集成难度、学习成本,最好是提供一个简单实用的api,业务侧能简单上手。

4、发送消息这个操作需要支持事务,尽量不影响主业务

在上述的几件事情中,最需要注意的应该就是第4点: 发送消息这个操作需要支持事务,尽量不影响主业务。 这是什么意思呢?首先,尽量不影响主业务,这个最简单的方式就是使用异步机制。其次,需要支持事务是指: 假设我们的api是在事务方法内部调用的,那么我们需要保证事务提交后再执行这个api。 那么,我们的流水落地api应该要有这样的功能:

图片

内部可以判断当前是否存在事务,如果存在事务,则需要等事务提交后再异步发送消息给kafka。如果不存在事务则直接异步发送消息给kafka。而且这样的判断逻辑得放在二方库内部才行。那现在摆在我们面前的问题就是: 我要如何判断当前是否存在事务,以及如何在事务提交后再触发我们自定义的逻辑呢?


三、TransactionSynchronizationManager显神威

这个类内部所有的变量、方法都是static修饰的,也就是说它其实是一个工具类。是一个事务同步器。下述是流水落地API的伪代码,这段代码就解决了我们上述提到的疑问:

private final ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
public void sendLog() {
// 判断当前是否存在事务
if (!TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive()) {
// 无事务,异步发送消息给kafka
executor.submit(() -> {
// 发送消息给kafka
try {
// 发送消息给kafka
} catch (Exception e) {
// 记录异常信息,发邮件或者进入待处理列表,让开发人员感知异常
}
});
return;
}
// 有事务,则添加一个事务同步器,并重写afterCompletion方法(此方法在事务提交后会做回调)
TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronizationAdapter() {
@Override
public void afterCompletion(int status) {
if (status == TransactionSynchronization.STATUS_COMMITTED) {
// 事务提交后,再异步发送消息给kafka
executor.submit(() -> {
try {
// 发送消息给kafka
} catch (Exception e) {
// 记录异常信息,发邮件或者进入待处理列表,让开发人员感知异常
}
});
}
}
});
}




代码比较简单,其主要是 TransactionSynchronizationManager 的使用。

3.1、判断是否存在事务?TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive() 方法显神威

我们先看下这个方法的源码:

// TransactionSynchronizationManager.java类内部的部分代码
private static final ThreadLocal<Set<TransactionSynchronization>> synchronizations =
new NamedThreadLocal<>("Transaction synchronizations");
public static boolean isSynchronizationActive() {
return (synchronizations.get() != null);
}

很明显, synchronizations 是一个线程变量(ThreadLocal)。那它是在什么时候set进去的呢?

这里的话,可以参考下这个方法: org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationManager#initSynchronization ,其源码如下所示:

/**
* Activate transaction synchronization for the current thread.
* Called by a transaction manager on transaction begin.
* @throws IllegalStateException if synchronization is already active
*/
public static void initSynchronization() throws IllegalStateException {
if (isSynchronizationActive()) {
throw new IllegalStateException("Cannot activate transaction synchronization - already active");
}
logger.trace("Initializing transaction synchronization");
synchronizations.set(new LinkedHashSet<>());
}

由源码中的注释也可以知道,它是在事务管理器开启事务时调用的。换句话说,只要我们的程序执行到带有事务特性的方法时,就会在线程变量中放入一个LinkedHashSet,用来标识当前存在事务。只要 isSynchronizationActive 返回true,则代表当前有事务。

因此,结合这两个方法我们是指能解决我们最开始提出的疑问: 要如何判断当前是否存在事务

3.2、如何在事务提交后触发自定义逻辑?TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization()方法显神威

我们来看下这个方法的源代码:

/**
* Register a new transaction synchronization for the current thread.
* Typically called by resource management code.
* <p>Note that synchronizations can implement the
* {@link org.springframework.core.Ordered} interface.
* They will be executed in an order according to their order value (if any).
* @param synchronization the synchronization object to register
* @throws IllegalStateException if transaction synchronization is not active
* @see org.springframework.core.Ordered
*/
public static void registerSynchronization(TransactionSynchronization synchronization)
throws IllegalStateException {
Assert.notNull(synchronization, "TransactionSynchronization must not be null");
if (!isSynchronizationActive()) {
throw new IllegalStateException("Transaction synchronization is not active");
}
synchronizations.get().add(synchronization);
}

这里又使用到了 synchronizations 线程变量,我们在判断是否存在事务时,就是判断这个线程变量内部是否有值。那我们现在想在事务提交后触发自定义逻辑和这个有什么关系呢?

我们在上面构建流水落地api的伪代码中有向 synchronizations 内部添加了一个 TransactionSynchronizationAdapter ,内部并重写了 afterCompletion 方法,其代码如下所示:

TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronizationAdapter() {
@Override
public void afterCompletion(int status) {
if (status == TransactionSynchronization.STATUS_COMMITTED) {
// 事务提交后,再异步发送消息给kafka
executor.submit(() -> {
try {
// 发送消息给kafka
} catch (Exception e) {
// 记录异常信息,发邮件或者进入待处理列表,让开发人员感知异常
}
});
}
}
});

我们结合 registerSynchronization 的源码来看,其实这段代码主要就是向线程变量内部的 LinkedHashSet 添加了一个对象而已,但就是这么一个操作,让Spring在事务执行的过程中变得「有事情可做」。这是什么意思呢?

是因为Spring在执行事务方法时,对于操作事务的每一个阶段都有一个回调操作,比如:trigger系列的回调

图片

invoke系列的回调

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而我们现在的需求就是在事务提交后触发自定义的函数,那就是在 invokeAfterCommit invokeAfterCompletion 这两个方法来选了。首先,这两个方法都会拿到所有 TransactionSynchronization 的集合(其中会包括我们上述添加的 TransactionSynchronizationAdapter )。

但是要注意一点: invokeAfterCommit 只能拿到集合, invokeAfterCompletion 除了集合还有一个int类型的参数,而这个int类型的参数其实是当前事务的一种状态。也就是说,如果我们重写了 invokeAfterCompletion 方法,我们除了能拿到集合外,还能拿到当前事务的状态。

因此,此时我们可以根据这个状态来做不同的事情,比如:可以在事务提交时做自定义处理,也可以在事务回滚时做自定义处理等等。


四、总结

上面有说到,我们判断当前是否存在事务、添加钩子函数都是依赖线程变量的。因此,我们在使用过程中,一定要避免切换线程。否则会出现不生效的情况。


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作者:avengerEug

来源:https://juejin.cn/post/6984574787511123999

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