Spring Boot 事務詳解

引言

在現(xiàn)代應用程序中，事務管理是確保數據一致性和完整性的重要機制。Spring Boot 提供了強大的事務管理功能，使得開發(fā)者可以輕松地定義和管理事務。本文將詳細介紹 Spring Boot 中的事務管理，包括事務傳播行為、事務屬性以及聲明式和編程式事務管理。

聲明式事務管理

聲明式事務管理是通過注解的方式來管理事務，最常用的注解是 @Transactional。這種方式簡單直觀，適合大多數場景。

示例

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
@Service
public class UserService {
    @Transactional
    public void createUser(User user) {
        // 數據庫操作
    }
}

編程式事務管理

編程式事務管理是通過編程的方式來手動控制事務，通常使用 PlatformTransactionManager 和 TransactionTemplate。

示例

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.TransactionDefinition;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.DefaultTransactionDefinition;
@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private PlatformTransactionManager transactionManager;
    public void createUser(User user) {
        DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
        def.setName("createUserTransaction");
        def.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);
        TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(def);
        try {
            // 數據庫操作
            transactionManager.commit(status);
        } catch (Exception e) {
            transactionManager.rollback(status);
            throw e;
        }
    }
}

事務傳播行為

事務傳播行為定義了當一個事務方法調用另一個事務方法時，事務如何傳播。Spring 提供了多種傳播行為，可以通過 @Transactional 注解進行配置。以下是 Spring 支持的傳播行為及其使用場景：

1. REQUIRED

定義：如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則創(chuàng)建一個新的事務。

使用場景：大多數業(yè)務操作都使用該傳播行為，因為它確保了調用鏈上的所有操作都在同一個事務中。

示例：

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public void methodA() {
    // 業(yè)務邏輯
}

事務傳播示意圖：

+--------+              +--------+
|  方法A  |              |  方法B  |
|        |--------------->        |
|        | 傳播事務 T1    |        |
+--------+              +--------+

2. SUPPORTS

定義：如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則以非事務方式執(zhí)行。

使用場景：適用于可選的事務操作，例如只讀查詢。

示例：

@Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY)
public void methodC() {
    // 業(yè)務邏輯
}

事務傳播示意圖：

+--------+              +--------+
|  方法A  |              |  方法C  |
|        |--------------->        |
|        | 傳播事務 T1    |        |
+--------+              +--------+

3. MANDATORY

定義：如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則拋出異常。

使用場景：用于強制要求在事務環(huán)境中執(zhí)行的方法。

示例：

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void methodD() {
    // 業(yè)務邏輯
}

事務傳播示意圖：

+--------+              +--------+
|  方法A  |              |  方法C  |
|        |--------------->        |
|        | 傳播事務 T1    |        |
+--------+              +--------+

4. REQUIRES_NEW

定義：創(chuàng)建一個新的事務，如果當前存在事務，則將當前事務掛起。

使用場景：適用于必須在一個新事務中執(zhí)行的操作，例如獨立的日志記錄。

示例：

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void methodD() {
    // 業(yè)務邏輯
}

事務傳播示意圖：

+--------+              +--------+
|  方法A  |              |  方法D  |
|        |------------->|        |
| 掛起事務 T1           | 創(chuàng)建事務 T2 |
+--------+              +--------+

5. NOT_SUPPORTED

定義：以非事務方式執(zhí)行操作，如果當前存在事務，則將當前事務掛起。

使用場景：適用于不需要事務的操作，例如批量數據處理。

示例：

@Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
public void methodE() {
    // 業(yè)務邏輯
}

事務傳播示意圖：

+--------+              +--------+
|  方法A  |              |  方法E  |
|        |------------->|        |
| 掛起事務 T1           | 非事務執(zhí)行 |
+--------+              +--------+

6. NEVER

定義：以非事務方式執(zhí)行，如果當前存在事務，則拋出異常。

使用場景：用于強制要求以非事務方式執(zhí)行的方法。

示例：

@Transactional(propagation = Propagation.NEVER)
public void methodF() {
    // 業(yè)務邏輯
}

事務傳播示意圖：

+--------+              +--------+
|  方法A  |              |  方法F  |
|        |------------->|        |
|        | 如果存在事務 T1，拋異常 |
+--------+              +--------+

7. NESTED

定義：如果當前存在事務，則在嵌套事務內執(zhí)行；如果當前沒有事務，則行為與 REQUIRED 類似。

使用場景：適用于需要在主事務中執(zhí)行的子事務，例如復雜的數據庫操作。

示例：

@Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
public void methodG() {
    // 業(yè)務邏輯
}

事務傳播示意圖：

+--------+              +--------+
|  方法A  |              |  方法G  |
|        |------------->|        |
| 事務 T1             | 嵌套事務 T1.1 |
+--------+              +--------+

事務失效情況

Spring Boot 通過 Spring 框架的事務管理模塊來支持事務操作。事務管理在 Spring Boot 中通常是通過 @Transactional 注解來實現(xiàn)的。以下是一些常見的事務失效情況：

1. 未捕獲異常

如果一個事務方法中發(fā)生了未捕獲的異常，并且異常未被處理或傳播到事務邊界之外，那么事務會失效，所有的數據庫操作會回滾。

2. 非受檢異常

默認情況下，Spring 對非受檢異常（RuntimeException 或其子類）進行回滾處理，這意味著當事務方法中拋出這些異常時，事務會回滾。

3. 事務傳播屬性設置不當

如果在多個事務之間存在事務嵌套，且事務傳播屬性配置不正確，可能導致事務失效。特別是在方法內部調用有 @Transactional 注解的方法時要特別注意。

4. 多數據源的事務管理

如果在使用多數據源時，事務管理沒有正確配置或者存在多個 @Transactional 注解時，可能會導致事務失效。

5. 跨方法調用事務問題

如果一個事務方法內部調用另一個方法，而這個被調用的方法沒有 @Transactional 注解，這種情況下外層事務可能會失效。

6. 事務在非公開方法中失效

如果 @Transactional 注解標注在私有方法上或者非 public 方法上，事務也會失效。

7. 使用this調用事務方法

Spring 事務是通過代理對象來控制的，只有通過代理對象的方法調用才會應用事務管理的相關規(guī)則。當使用 this 直接調用時，是繞過了 Spring 的代理機制，因此不會應用事務設置。

回滾條件

1. 自動回滾事務

• 拋出未檢查異常（RuntimeException 及其子類），例如：NullPointerException 等。

2. 不會自動回滾

• 默認情況下，檢查異常（如 IOException、SQLException 等）不會觸發(fā)回滾?？梢酝ㄟ^ @Transactional 注解的 rollbackFor 屬性配置回滾：

示例：

@Transactional(rollbackFor = IOException.class)
public void methodH() {
    // 業(yè)務邏輯
}

事務屬性

除了傳播行為，Spring 還提供了一些其他事務屬性，可以通過 @Transactional 注解進行配置。

1. 隔離級別

隔離級別定義了一個事務與其他事務隔離的程度。Spring 支持以下幾種隔離級別：

• DEFAULT：使用數據庫默認的隔離級別。
• READ_UNCOMMITTED：讀未提交的變更。
• READ_COMMITTED：讀已提交的變更。
• REPEATABLE_READ：可重復讀。
• SERIALIZABLE：串行化。

示例：

@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)
public void methodI() {
    // 業(yè)務邏輯
}

2. 事務超時

事務超時定義了事務在回滾之前可以運行的最長時間（以秒為單位）。

示例：

@Transactional(timeout = 30)
public void methodJ() {
    // 業(yè)務邏輯
}

3. 只讀事務

只讀事務用于優(yōu)化只讀操作。設置為只讀的事務可以提示數據庫引擎進行某些優(yōu)化。

示例：

@Transactional(readOnly = true)
public void methodK() {
    // 業(yè)務邏輯
}

4. 回滾規(guī)則

通過 rollbackFor 和 noRollbackFor 屬性可以指定哪些異常會觸發(fā)事務回滾，哪些不會。

示例：

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void methodL() {
    // 業(yè)務邏輯
}

常見面試題解析

1. 什么是事務傳播行為？Spring 提供了哪些事務傳播行為？

答：事務傳播行為定義了當一個事務方法調用另一個事務方法時，事務如何傳播。Spring 提供了以下事務傳播行為：REQUIRED、SUPPORTS、MANDATORY、REQUIRES_NEW、NOT_SUPPORTED、NEVER、NESTED。

2. 如何配置事務的隔離級別？Spring 提供了哪些隔離級別？

答：可以通過 @Transactional 注解的 isolation 屬性配置事務的隔離級別。Spring 提供了以下隔離級別：DEFAULT、READ_UNCOMMITTED、READ_COMMITTED、REPEATABLE_READ、SERIALIZABLE。

3. 什么是只讀事務？如何配置？

答：只讀事務用于優(yōu)化只讀操作?？梢酝ㄟ^ @Transactional 注解的 readOnly 屬性配置只讀事務。例如：@Transactional(readOnly = true)。

4. 如何配置事務的超時時間？

答：可以通過 @Transactional 注解的 timeout 屬性配置事務的超時時間（以秒為單位）。例如：@Transactional(timeout = 30)。

5. 如何指定哪些異常會觸發(fā)事務回滾？

答：可以通過 @Transactional 注解的 rollbackFor 屬性指定哪些異常會觸發(fā)事務回滾。例如：@Transactional(rollbackFor = Exception.class)。

總結

Spring Boot 提供了強大的事務管理功能，通過 @Transactional 注解可以方便地配置事務的傳播行為和屬性。理解和合理應用這些配置，可以有效地提高應用程序的數據一致性和完整性。

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