Spring Boot 中事務的用法詳解

引言?

在 Spring Boot 中，事務管理是一個非常重要的功能，尤其是在涉及數據庫操作的業務場景中。Spring 提供了強大的事務管理支持，能夠幫助我們簡化事務的管理和控制。本文將詳細介紹 Spring Boot 中事務的用法，包括事務的基本概念、事務的配置、事務的傳播行為、事務的隔離級別以及事務的回滾機制。

1. 事務的基本概念

事務（Transaction）是指一組數據庫操作，這些操作要么全部成功，要么全部失敗。事務的四大特性（ACID）包括：

原子性（Atomicity）：事務中的所有操作要么全部成功，要么全部失敗。
一致性（Consistency）：事務執行前后，數據庫的狀態保持一致。
隔離性（Isolation）：多個事務并發執行時，彼此之間互不干擾。
持久性（Durability）：事務一旦提交，對數據庫的修改是永久性的。

在 Spring Boot 中，事務管理是通過?@Transactional?注解來實現的。

2. Spring Boot 中事務的配置

2.1 啟用事務管理

Spring Boot 默認已經集成了事務管理功能，只需要在配置類或啟動類上添加?@EnableTransactionManagement?注解即可啟用事務管理。

@SpringBootApplication
@EnableTransactionManagement // 啟用事務管理
public class MyApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(MyApplication.class, args);}
}

2.2 配置數據源和事務管理器

Spring Boot 默認使用?DataSourceTransactionManager?作為事務管理器。如果你使用的是 Spring Data JPA，事務管理器會自動配置。

# application.yml
spring:datasource:url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydbusername: rootpassword: rootdriver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver

3. 使用?`@Transactional`?注解

@Transactional?是 Spring 提供的事務管理注解，可以標注在類或方法上。標注在類上時，表示該類中的所有方法都啟用事務管理；標注在方法上時，表示該方法啟用事務管理。

@Service
public class UserService {@Autowiredprivate UserRepository userRepository;@Transactional // 開啟事務  表示該方法開啟了事務public void createUser(User user) {userRepository.save(user);}
}

3.2 事務的傳播行為

事務的傳播行為（Propagation）定義了事務方法之間的調用關系。Spring 提供了以下幾種傳播行為：

REQUIRED（默認）：如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則創建一個新的事務。（適用于大多數業務場景，尤其是需要保證多個操作在同一個事務中執行的場景。例如，訂單創建時需要同時更新訂單表和庫存表。）
REQUIRES_NEW：無論當前是否存在事務，都創建一個新的事務。（適用于需要獨立事務的場景，尤其是日志記錄、審計等操作。例如，記錄操作日志時，即使主事務失敗，日志記錄仍然需要成功。）
SUPPORTS：如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則以非事務方式執行。（適用于不需要強制事務的場景，例如查詢操作。例如，查詢用戶信息時，如果調用方有事務，則加入事務；如果沒有事務，則以非事務方式執行。）
NOT_SUPPORTED：以非事務方式執行操作，如果當前存在事務，則掛起該事務。（適用于不需要事務支持的場景，例如發送消息、調用外部接口等。例如，發送短信通知時，不需要事務支持。）
MANDATORY：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。（適用于強制要求調用方必須有事務的場景。例如，某些核心業務邏輯必須在一個事務中執行。）
NEVER：以非事務方式執行操作，如果當前存在事務，則拋出異常。（適用于強制要求調用方不能有事務的場景。例如，某些只讀操作或外部調用。）
NESTED：如果當前存在事務，則在嵌套事務內執行；如果當前沒有事務，則創建一個新的事務。（適用于需要部分回滾的場景。例如，訂單創建時需要更新多個表，如果某個表更新失敗，只需要回滾該表的操作，而不影響其他表的操作。）
示例：
```
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
public void updateUser(User user) {userRepository.save(user);
}
```
3.3 事務的隔離級別

事務的隔離級別（Isolation）定義了事務之間的可見性。Spring 支持以下幾種隔離級別：
DEFAULT：使用數據庫的默認隔離級別。（適用于大多數通用場景，尤其是當你對數據庫的默認行為沒有特殊要求時。如果你不確定應該選擇哪種隔離級別，可以使用 DEFAULT，讓數據庫根據其默認行為處理事務。）
READ_UNCOMMITTED：允許讀取未提交的數據變更，可能會導致臟讀、幻讀和不可重復讀。（適用于對數據一致性要求不高的場景，例如統計數據的讀取或日志記錄。不適用于涉及資金、訂單等對數據一致性要求高的場景。）
READ_COMMITTED：只能讀取已提交的數據，可以避免臟讀，但可能會導致幻讀和不可重復讀。（適用于大多數業務場景，尤其是對數據一致性有一定要求但不需要嚴格隔離的場景。例如，電商系統中的訂單查詢、用戶信息查詢等。）
REPEATABLE_READ：確保在同一事務中多次讀取同一數據時結果一致，可以避免臟讀和不可重復讀，但可能會導致幻讀。（適用于對數據一致性要求較高的場景，例如銀行系統中的賬戶余額查詢。例如，在一個事務中多次讀取同一賬戶的余額時，確保結果一致。）
SERIALIZABLE：最高隔離級別，確保事務串行執行，可以避免臟讀、幻讀和不可重復讀（適用于對數據一致性要求極高的場景，例如金融系統中的資金清算、庫存管理等。由于性能開銷較大，通常只在必要時使用。）
示例：
```
@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)
public User getUserById(Long id) {return userRepository.findById(id).orElse(null);
}
```
3.4 事務的回滾機制

默認情況下，Spring 會在方法拋出?RuntimeException?或?Error?時回滾事務。如果需要自定義回滾規則，可以通過?rollbackFor（哪些異常回滾）?和?noRollbackFor（哪些異常不會回滾）?屬性來指定。

示例：
```
@Transactional(rollbackFor = Exception.class) // 所有異常都回滾
public void updateUser(User user) throws Exception {userRepository.save(user);if (user.getName() == null) {throw new Exception("用戶名不能為空"); // 拋出受檢異常}
}
```
4. 事務的嵌套與傳播行為

在復雜的業務場景中，可能會存在事務方法調用事務方法的情況。此時，事務的傳播行為決定了事務的嵌套方式。

4.1 嵌套事務示例

@Service
public class OrderService {@Autowiredprivate UserService userService;@Transactional  //一級事務public void createOrder(Order order) {// 保存訂單orderRepository.save(order);// 調用另一個事務方法userService.updateUser(order.getUser());}
}@Service
public class UserService {@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW) //二級事務public void updateUser(User user) {userRepository.save(user);}
}

在上面的示例中，createOrder?方法調用?updateUser?方法時，updateUser?方法會開啟一個新的事務。

5. 事務的注意事項（事務不生效的幾種情況）

事務方法的可見性：

@Transactional?只能應用于?public?方法。如果應用于?private?或?protected?方法，事務將不會生效。Spring 的事務管理是基于代理模式實現的，代理對象只能攔截?public?方法。對于?private?或?protected?方法，Spring 無法生成代理，因此事務不會生效。

@Service
public class UserService {@Autowiredprivate UserRepository userRepository;// 正確：public 方法，事務生效@Transactionalpublic void createUser(User user) {userRepository.save(user);}// 錯誤：private 方法，事務不會生效@Transactionalprivate void updateUser(User user) {userRepository.save(user);}// 錯誤：protected 方法，事務不會生效@Transactionalprotected void deleteUser(Long userId) {userRepository.deleteById(userId);}
}

事務的自我調用問題：

如果事務方法調用了同一個類中的另一個事務方法，事務的傳播行為可能不會生效。這是因為Spring 的代理對象只能攔截從外部調用的方法。如果事務方法在同一個類中調用另一個事務方法，實際上是直接調用目標方法，而不是通過代理對象調用，因此事務的傳播行為不會生效。
```
@Service
public class OrderService {@Autowiredprivate OrderRepository orderRepository;@Transactionalpublic void createOrder(Order order) {// 保存訂單orderRepository.save(order);// 調用另一個事務方法（自我調用）updateInventory(order.getProductId(), order.getQuantity());}@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)public void updateInventory(Long productId, int quantity) {// 更新庫存邏輯}
}
```
在上面的示例中，createOrder?方法調用了?updateInventory?方法，但由于是自我調用，updateInventory?方法的事務傳播行為（REQUIRES_NEW）不會生效。
解決方法：

將事務方法拆分到不同的類中：
將?updateInventory?方法移到另一個服務類中，通過依賴注入調用。

@Service
public class OrderService {@Autowiredprivate OrderRepository orderRepository;@Autowiredprivate InventoryService inventoryService;@Transactionalpublic void createOrder(Order order) {// 保存訂單orderRepository.save(order);// 調用另一個服務類的事務方法inventoryService.updateInventory(order.getProductId(), order.getQuantity());}
}@Service
public class InventoryService {@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)public void updateInventory(Long productId, int quantity) {// 更新庫存邏輯}
}

事務的超時設置：

可以通過?@Transactional(timeout = 10)?設置事務的超時時間（單位為秒）。如果事務執行時間超過指定時間，事務將自動回滾。

@Service
public class ReportService {@Autowiredprivate ReportRepository reportRepository;@Transactional(timeout = 10) // 設置事務超時時間為 10 秒public void generateReport() {// 模擬耗時操作for (int i = 0; i < 1000000; i++) {reportRepository.save(new Report("Report " + i));}}
}

在上面的示例中，如果?generateReport?方法的執行時間超過 10 秒，事務將自動回滾。