spring中@Transactional注解和事務的實戰(zhàn)
前言
在開發(fā)過程中,遇到多個數(shù)據(jù)庫操作的時候往往只知道加上@transactional注解(spring框架)但是沒有系統(tǒng)學習數(shù)據(jù)庫的事務知識以及各種用法,本文會舉例介紹數(shù)據(jù)庫中事務的概念以及用法
一、事務是什么?
在實際的項目開發(fā)過程中會涉及很多不可分割的數(shù)據(jù)庫操作,如轉(zhuǎn)賬業(yè)務的進賬和出帳,要么全部執(zhí)行成功,要么全部失敗回滾。這樣一些的對數(shù)據(jù)庫操作的集合就叫事務?,F(xiàn)在假設數(shù)據(jù)庫中有一個表accounts
| balance | user_id |
|---|---|
| 1000 | 1 |
| 100 | 2 |
在數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行一段事務的sql如下:
-- 顯式事務示例 BEGIN TRANSACTION; UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1; UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE user_id = 2; COMMIT; -- 或 ROLLBACK 回滾
很多人會覺得這里的COMMIT或者ROLLBACK之前,數(shù)據(jù)庫操作只是在內(nèi)存中,并沒有更改表中的數(shù)據(jù),需要注意的是,這里的COMMIT或者ROLLBACK 之前,數(shù)據(jù)已經(jīng)是持久化了,也就是寫入了磁盤(數(shù)據(jù)庫表中)。
二、事務的特性
根據(jù)對事務的理解,可以歸納出事務應該具有的特性
原子性(Atomicity):事務被視為不可分割的最小單元,要么全部提交成功,要么全部失敗回滾。
一致性(Consistency):事務執(zhí)行前后,數(shù)據(jù)庫從一個一致狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€一致狀態(tài)。
隔離性(Isolation):多個事務并發(fā)執(zhí)行時,一個事務的操作不應影響其他事務。
持久性(Durability):事務提交后,其對數(shù)據(jù)的修改是永久性的。
2.1隔離性
在上述特性中比較難理解的應該是隔離性,可以想象這樣一個場景:
因為網(wǎng)絡延遲或者條件異常,事務A未提交還沒來得及回滾
-- 事務A BEGIN TRANSACTION; UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1; UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE user_id = 2;
事務B開始查詢事務,查詢的結(jié)果就是balance = balance - 100
-- 事務B BEGIN TRANSACTION; select balance WHERE user_id = 1 from accounts; commit;
事務A回滾,此刻a,b兩個事務間就發(fā)生了干擾,a的事務的提交影響了b事務對數(shù)據(jù)庫的正常讀取。
-- 事務A ROLLBACK ;--回滾
所以隔離性就是指的的是a事務對與b事務的互不影響的程度。
2.2事務的隔離級別
事務的隔離級別也可以叫做事務的互不影響程度的級別。
讀未提交(Read Uncommitted):影響程度最高,即使事務沒有commit,另外的事務也可以讀到,可能導致臟讀。
-- ---------------------- -- 窗口1(事務A) -- ---------------------- -- 設置隔離級別為讀未提交 SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED; START TRANSACTION; -- 修改A賬戶余額(未提交) UPDATE account SET balance = 800 WHERE name = 'A賬戶'; SELECT * FROM account; -- 查看修改后結(jié)果:A賬戶800 -- ---------------------- -- 窗口2(事務B) -- ---------------------- -- 設置隔離級別為讀未提交 SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED; START TRANSACTION; -- 查詢A賬戶余額(讀到未提交的數(shù)據(jù)) SELECT * FROM account; -- 結(jié)果:A賬戶800(臟讀) -- 窗口1(事務A)回滾 ROLLBACK; -- 窗口2再次查詢 SELECT * FROM account; -- 結(jié)果:A賬戶恢復1000(臟讀數(shù)據(jù)消失)
讀已提交(Read Committed):只能讀取已提交的數(shù)據(jù),避免臟讀但可能出現(xiàn)不可重復讀(一個事務內(nèi)的多次查詢結(jié)果不一致)。即b開啟事務
進行第一次查詢,此時a事務開啟事務,a更改完數(shù)據(jù)后,事務提交,b開啟第二次查詢,查詢結(jié)果不一致。
-- ---------------------- -- 窗口1(事務A) -- ---------------------- SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; START TRANSACTION; --設置讀已提交的隔離級別 -- 修改A賬戶余額并提交 UPDATE account SET balance = 800 WHERE name = 'A賬戶'; COMMIT; -- 提交事務 -- ---------------------- -- 窗口2(事務B) -- ---------------------- SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; START TRANSACTION; -- 第一次查詢(事務A未提交時) SELECT * FROM account; -- 結(jié)果:A賬戶1000 -- 此時事務A已提交... -- 第二次查詢(事務A已提交) SELECT * FROM account; -- 結(jié)果:A賬戶800(不可重復讀) ROLLBACK;
可重復讀(Repeatable Read):確保同一事務多次讀取結(jié)果一致(相當于事務開始時候進行了一次數(shù)據(jù)庫快照,事務內(nèi)的查詢的是查詢開啟事務時刻的數(shù)據(jù)庫快照的數(shù)據(jù)),避免不可重復讀但可能出現(xiàn)幻讀(同一事務內(nèi)多次查詢返回不同行數(shù))。
-- ---------------------- -- 窗口1(事務A) -- ---------------------- SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; START TRANSACTION; -- 修改A賬戶余額并提交 UPDATE account SET balance = 800 WHERE name = 'A賬戶'; COMMIT; -- ---------------------- -- 窗口2(事務B) -- ---------------------- SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; START TRANSACTION; -- 第一次查詢 SELECT * FROM account; -- 結(jié)果:A賬戶1000 -- 此時事務A已提交... -- 第二次查詢(結(jié)果與第一次一致) SELECT * FROM account; -- 結(jié)果:A賬戶1000(可重復讀) -- 提交事務B后,才能看到A的修改 COMMIT; SELECT * FROM account; -- 結(jié)果:A賬戶800
這里需要強調(diào)下為什么會出現(xiàn)幻讀同一事務內(nèi)多次查詢返回不同行數(shù))。
雖然不可重復讀讀的是快照讀,但是使用update/insert/delete等時,是會先當前讀,也就是說的是已提交的數(shù)據(jù),此刻的快照讀會更新為當前使用update/insert/delete等時數(shù)據(jù)庫的快照,所以再之后的普通讀select中的快照和最開始的快照的版本是不一樣的了,讀的數(shù)據(jù)也就不一樣了。幻讀例子如下:
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
-- 插入新記錄
INSERT INTO account(name, balance) VALUES ('C賬戶', 500);
COMMIT;SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; START TRANSACTION; -- 第一次查詢(返回2條記錄) SELECT COUNT(*) FROM account; -- 此時事務A插入新記錄并提交... -- 第二次查詢(仍返回2條記錄) SELECT COUNT(*) FROM account; -- 執(zhí)行更新操作后再次查詢(出現(xiàn)幻讀) UPDATE account SET balance = balance+100 WHERE name = 'A賬戶'; SELECT COUNT(*) FROM account; -- 返回3條記錄 COMMIT;
串行化(Serializable):最高隔離級別,完全禁止并發(fā)問題,所有事務完全同步性能最低(按照一定的順序執(zhí)行)。事務A插入數(shù)據(jù),事務B在查詢時被阻塞,避免幻讀。
-- 事務A
-- ----------------------
-- 窗口1(事務A)
-- ----------------------
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
START TRANSACTION;
-- 查詢當前數(shù)據(jù)
SELECT * FROM account; -- 結(jié)果:A賬戶1000,B賬戶1000
-- ----------------------
-- 窗口2(事務B)
-- ----------------------
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
START TRANSACTION;
-- 插入新數(shù)據(jù)(會被事務A阻塞,直到A提交或回滾)
INSERT INTO account (name, balance) VALUES ('C賬戶', 1000);
-- 窗口1提交事務
COMMIT;
-- 窗口2的插入操作繼續(xù)執(zhí)行(此時事務A已提交)
-- 提交后,窗口1再次查詢會看到新數(shù)據(jù)(幻讀解決)
三、@Transactional注解
@Transactional注解簡介
@Transactional是Spring框架提供的聲明式事務管理注解,用于簡化數(shù)據(jù)庫事務操作。通過在方法或類上添加該注解,可以自動管理事務的開啟、提交、回滾等操作,無需手動編寫事務代碼。
基本用法
在Spring Boot項目中,需要在啟動類或配置類上添加@EnableTransactionManagement以啟用事務管理功能。隨后可以在服務層方法上使用@Transactional注解:
@Service
public class UserService {
@Autowired
private UserRepository userRepository;
@Transactional
public void createUser(User user) {
userRepository.save(user);
}
}
常用屬性配置
@Transactional提供多個屬性用于定制事務行為:
#使用注解時候默認配置如下
@Transactional(
propagation = Propagation.REQUIRED,
isolation = Isolation.DEFAULT,
timeout = -1,
readOnly = false,
rollbackFor = {RuntimeException.class, Error.class}
)自定義注解配置
@Transactional(
propagation = Propagation.REQUIRED, --事務傳播行為
isolation = Isolation.DEFAULT, --隔離級別,數(shù)據(jù)庫默認不可重讀
timeout = 30, --定義超時時間,超過自動給回滾
readOnly = false, --不只讀,可修改
rollbackFor = {SQLException.class}, --遇到異常捕獲后必須回滾
noRollbackFor = {NullPointerException.class} --遇到NullPointerException異常時不回滾事務
)
public void updateUser(User user) {
// 業(yè)務邏輯
}
事務傳播行為
Spring定義了7種事務傳播行為,常用選項包括:
REQUIRED:默認值,當前有事務則加入,沒有則新建REQUIRES_NEW:總是新建事務,暫停當前事務NESTED:在當前事務中嵌套子事務SUPPORTS:有事務則加入,沒有則以非事務方式執(zhí)行NOT_SUPPORTED:以非事務方式執(zhí)行,暫停當前事務MANDATORY:必須在事務中調(diào)用,否則拋出異常NEVER:不能在事務中調(diào)用,否則拋出異常
事務隔離級別
隔離級別控制事務間的可見性:
DEFAULT:使用數(shù)據(jù)庫默認級別READ_UNCOMMITTED:讀未提交READ_COMMITTED:讀已提交REPEATABLE_READ:可重復讀SERIALIZABLE:串行化
異常處理與回滾
默認只在運行時異常和Error時回滾,可通過以下屬性調(diào)整:
rollbackFor:指定觸發(fā)回滾的異常類型noRollbackFor:指定不觸發(fā)回滾的異常類型rollbackForClassName:通過類名指定回滾異常noRollbackForClassName:通過類名指定不回滾異常
性能優(yōu)化建議
對于只讀操作,建議明確設置readOnly=true:
@Transactional(readOnly = true)
public User getUser(Long id) {
return userRepository.findById(id);
}
避免在事務方法中進行遠程調(diào)用或耗時操作,防止事務長時間占用連接。
四、 事務不生效的可能原因
在很多面試題會問事務不生效的原因, @Transactional 是基于Spring AOP實現(xiàn)的事務切面,所以失效本質(zhì)上可以歸因于AOP代理未生效或切面邏輯被阻斷。Spring通過 @EnableTransactionManagement 開啟事務支持,底層使用 TransactionInterceptor 攔截目標方法,生成代理對象(JDK動態(tài)代理或CGLIB代理)。只有通過代理對象調(diào)用方法時,事務切面才會生效;若直接調(diào)用目標對象(如 this.方法() ),會繞過代理,導致事務失效。
方法訪問權(quán)限非public
Spring事務代理要求目標方法必須是public,若定義為private/protected/default,代理無法攔截方法調(diào)用。
@Transactional // 失效
private void saveData() {
// 操作數(shù)據(jù)庫
}
自調(diào)用問題
同類中非事務方法調(diào)用事務方法,因直接調(diào)用this而非代理對象,導致攔截失效。
public class OrderService {
public void createOrder() {
this.saveOrder(); // 自調(diào)用,事務失效
}
@Transactional
public void saveOrder() {
// 保存訂單
}
}
異常被捕獲未拋出
spring默認僅對RuntimeException和Error回滾,若捕獲異常且未重新拋出,事務管理器無法感知異常。示例:
@Transactional
public void update() {
try {
jdbcTemplate.update("...");
} catch (DataAccessException e) {
// 捕獲后未拋出,事務不會回滾
}
}
通過@Transactional注解指定需回滾的異常:
@Transactional(rollbackFor = IOException.class)
將受檢異常轉(zhuǎn)換為事務管理器可識別的類型:
catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("Wrapped exception", e);
}數(shù)據(jù)庫引擎不支持事務
如MySQL的MyISAM引擎不支持事務,需改用InnoDB。配置示例:
CREATE TABLE test (
id INT PRIMARY KEY
) ENGINE=InnoDB; // 必須為InnoDB
未啟用事務管理
Spring Boot需配置@EnableTransactionManagement(默認自動開啟),傳統(tǒng)項目遺漏此注解會導致事務失效。示例缺失:
@SpringBootApplication
// 若手動配置需添加@EnableTransactionManagement
public class App {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(App.class, args);
}
}
特殊場景:final/static方法
代理無法增強final/static方法,導致事務失效。示例:
@Transactional
public final void process() { // final方法失效
// 業(yè)務邏輯
}
五、分布式事務考慮
對于跨服務的事務操作,@Transactional只能管理本地事務。分布式場景可考慮:
- Seata框架
- 消息隊列最終一致性
- TCC模式
- SAGA模式
總結(jié)
在開發(fā)過程中遇到過在同一條件下查詢出不同的數(shù)據(jù)結(jié)果,最后發(fā)現(xiàn)是對事務的理解使用欠缺導致。這個問題在開發(fā)過程中通過還挺常見的,不僅僅是在面對事務的時候加個@Transactional注解就完事了。
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