Spring Boot中的事務是如何實現的？懂嗎？

SpringBoot中的事務管理，用得好，能確保數據的一致性和完整性；用得不好，可能會給性能帶來不小的影響哦。

基本使用

在SpringBoot中，事務的使用非常簡潔。首先，得感謝Spring框架提供的@Transactional注解，這個小東西可以說是非常強大了。

讓我們先看一個基礎的例子：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;@Service
public class UserService {@Autowiredprivate UserRepository userRepository;@Transactionalpublic void createUser(String name) {User user = new User(name);userRepository.save(user);// 這里假設有其他的邏輯操作}
}

在這個例子中，我們通過@Transactional注解標記了createUser方法。這意味著，當這個方法被調用時，Spring會為我們自動創建一個事務。如果方法正常執行完畢，事務就會提交；如果遇到異常，事務就會回滾，確保數據的一致性。

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開啟事務

雖然我們已經看到了如何使用@Transactional，但是你知道Spring是如何開啟事務的嗎？其實，當我們使用@Transactional注解時，Spring會通過AOP（面向切面編程）在運行時創建代理對象，來管理事務的開啟和關閉。這個過程對我們來說是透明的，但了解其背后的機制對于深入理解Spring事務是很有幫助的。

事務回滾

默認情況下，如果被@Transactional注解的方法拋出了運行時異常（RuntimeException）或者Error，Spring就會回滾事務。但是，如果你想讓事務在遇到非運行時異常時也回滾，可以這樣做：

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void createUserWithRollbackForException(String name) throws Exception {// ...
}

性能優化

事務雖好，但也不是沒有成本的。在某些高并發場景下，過多的事務操作可能會成為性能瓶頸。為了優化性能，我們可以通過以下幾種方式：

減少事務范圍：盡量讓事務只包含那些必須要在同一事務中完成的操作。
只讀事務：如果事務只涉及到數據的讀取，可以將事務標記為只讀，這樣可以幫助數據庫優化事務處理。

@Transactional(readOnly = true)
public User findUserById(Long id) {return userRepository.findById(id).orElse(null);
}

失效場景

在使用Spring事務的時候，有些情況可能會導致事務失效，比如：

自調用問題：在同一個類中，一個非事務方法調用事務方法，事務是不會起作用的。
異常處理：如果你在事務方法中捕獲了所有異常，并沒有重新拋出，事務是不會回滾的。

使用場景

事務通常用在需要保證一系列操作要么全部成功，要么全部失敗的場景，比如：

用戶注冊時，需要同時創建用戶記錄和用戶的初始數據。
訂單支付時，需要更新訂單狀態和用戶的賬戶余額。

代碼示例

讓我們再看一個例子，模擬用戶轉賬的場景：

@Transactional
public void transfer(Long fromId, Long toId, BigDecimal amount) {User fromUser = userRepository.findById(fromId).orElseThrow();User toUser = userRepository.findById(toId).orElseThrow();fromUser.setBalance(fromUser.getBalance().subtract(amount));toUser.setBalance(toUser.getBalance().add(amount));userRepository.save(fromUser);userRepository.save(toUser);
}

在這個例子中，我們通過事務確保了轉賬操作的原子性。如果在轉賬過程中發生任何異常，比如余額不足，整個操作都會回滾，保證賬戶的數據一致性。

SpringBoot中事務管理的一些更高級和具體的應用場景

示例1：聲明式事務的傳播行為

Spring事務的傳播行為定義了事務方法之間的交互方式。舉個例子，我們來看REQUIRED和REQUIRES_NEW傳播行為的區別。

@Service
public class AccountService {@Autowiredprivate TransferService transferService;@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)public void methodA() {// 這里的操作在methodA的事務范圍內transferService.methodB();// 如果methodB出錯，整個methodA都會回滾}@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)public void methodB() {// 這里的操作有自己的獨立事務// 即使methodA失敗了，methodB的操作還是會提交}
}

示例2：編程式事務管理

除了聲明式事務，Spring還支持編程式事務管理，這在某些復雜的場景下非常有用。

@Service
public class ComplexService {@Autowiredprivate TransactionTemplate transactionTemplate;public void executeComplexLogic() {transactionTemplate.execute(new TransactionCallback<Void>() {@Overridepublic Void doInTransaction(TransactionStatus status) {// 這里是你的業務邏輯// 如果需要回滾，可以調用 status.setRollbackOnly();return null;}});}
}

示例3：事務的隔離級別

事務的隔離級別決定了一個事務可能受其他并發事務影響的程度。比如，我們來看看如何設置隔離級別：

@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)
public void transferMoney(Long fromAccountId, Long toAccountId, BigDecimal amount) {// 這個方法會以最高的隔離級別運行，以避免并發事務帶來的問題// 但是性能可能會受影響
}

示例4：事務超時設置

在某些長時間運行的事務中，你可能需要設置事務的超時時間，以避免長時間占用資源。

@Transactional(timeout = 10) // 10秒超時
public void processLargeData() {// 這個方法如果運行超過10秒，事務會被標記為回滾
}

示例5：事務回滾的條件自定義

有時候，你可能需要自定義事務回滾的條件。比如，只在特定的異常出現時才回滾。

@Transactional(rollbackFor = {CustomException.class})
public void updateUserDetails(User user) throws CustomException {// 這個方法只在CustomException拋出時才回滾// 其他異常不會觸發回滾
}

示例6：嵌套事務

嵌套事務允許在一個事務內部開始一個新的事務。如果內部事務失敗，它會回滾到它開始的狀態，而不影響外部事務。

@Transactional
public void parentMethod() {// 父事務的操作...try {nestedMethod();} catch (Exception e) {// 處理內部事務異常，父事務可以繼續}// 父事務的其他操作...
}@Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
public void nestedMethod() {// 嵌套事務的操作...
}

示例7：聲明式事務與異常處理

處理聲明式事務時，異常的處理方式至關重要。下面是一個常見的錯誤處理方式。

@Transactional
public void updateUser() {try {// 更新用戶數據的操作...} catch (Exception e) {// 捕獲異常，這將導致事務不回滾}
}

在這個例子中，由于異常被捕獲并沒有重新拋出，事務將不會回滾，這可能會導致數據的不一致性。

示例8：使用事務同步管理器

在某些情況下，你可能需要直接與事務同步管理器進行交互，以獲取當前事務的狀態信息。

public void complexBusinessLogic() {boolean isCurrentTransactionActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();if (isCurrentTransactionActive) {// 執行依賴于當前事務的操作...}
}

示例9：異步方法與事務

異步方法和事務一起使用時需要特別小心，因為異步方法通常會在不同的線程中運行，這可能會導致事務管理出現問題。

@Async
@Transactional
public Future<String> asyncMethodWithTransaction() {// 異步操作，但事務可能不會按預期工作// 因為它可能在不同的線程中執行return new AsyncResult<>("Done");
}

示例10：事務日志記錄

在某些業務場景中，你可能需要記錄事務的執行情況，特別是在事務提交或回滾時。

@Transactional
public void transactionalMethodWithLogging() {// 事務操作...TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronizationAdapter() {@Overridepublic void afterCommit() {// 記錄事務提交后的日志}@Overridepublic void afterCompletion(int status) {if (status == TransactionSynchronization.STATUS_ROLLED_BACK) {// 記錄事務回滾的日志}}});
}

通過這些示例，你可以看到Spring事務管理在不同場景下的應用。

理解這些復雜場景對于能夠在實際開發中靈活運用Spring事務管理至關重要。

記住，每個場景都有其特殊性，選擇正確的事務策略可以幫助你避免許多常見的問題。

核心要點

基本使用：使用@Transactional注解來聲明事務，這是Spring提供的一種聲明式事務管理方式。
事務傳播行為：Spring事務的傳播行為定義了事務之間的相互作用，如REQUIRED,?REQUIRES_NEW,?NESTED等，這決定了事務是否共享或獨立。
事務的隔離級別：隔離級別（如READ_COMMITTED,?SERIALIZABLE等）控制事務之間的可見性，防止諸如臟讀、不可重復讀、幻讀等問題。
事務的回滾規則：默認情況下，Spring僅在運行時異常發生時回滾事務。可通過rollbackFor自定義回滾條件。
超時和只讀設置：可以設置事務的超時時間和聲明只讀事務，以優化性能和資源利用。