1. 簡介

1.1 什么是事務

在計算機科學中，事務通常指的是一系列操作，這些操作作為一個整體一起執行，要么全部成功，要么全部失敗。事務是保證數據一致性的一種機制，它有四個基本特性，通常被稱為ACID屬性：

• 原子性（Atomicity）：事務是一個原子操作單元，其對數據的修改要么全都執行，要么全都不執行。
• 一致性（Consistency）：事務必須使數據庫從一個一致性狀態變換到另一個一致性狀態。
• 隔離性（Isolation）：在并發環境中，一個事務的執行不應該被其他事務干擾。即一個事務內部的操作及使用的數據對并發的其他事務是隔離的，并發執行的各個事務之間不能互相干擾。
• 持久性（Durability）：一旦事務完成（即成功提交），其結果就必須能夠永久保存在數據庫中。

1.2 什么是Spring事務管理

Spring事務管理是Spring框架中的一個重要組成部分，它提供了一種抽象機制來管理事務。Spring事務管理可以處理編程式和聲明式的兩種事務管理方式。

編程式事務管理：這種方式需要在代碼中明確地進行事務管理，包括開始事務、提交事務、回滾事務等。

聲明式事務管理：這種方式只需要通過注解或XML配置來管理事務，無需在代碼中進行事務管理。這種方式的主要優點是不需要編寫大量的事務管理代碼，使業務代碼更加簡潔、清晰。

在Spring中，最常用的聲明式事務管理方式就是使用@Transactional注解。

1.3 @Transactional注解的作用

在Spring框架中，@Transactional是用于管理事務的關鍵注解。它可以應用于接口定義、類定義、公開方法上。最常見的使用場景是在服務層的方法上使用@Transactional注解來控制事務。

當在方法上使用@Transactional注解時，Spring會為這個方法創建一個代理，當這個方法被調用時，代理會首先啟動一個新的事務，然后調用原始的方法。如果這個方法成功完成（即沒有拋出異常），代理會提交事務；如果這個方法拋出了異常，代理會回滾事務。

通過使用@Transactional注解，我們可以很方便地進行事務控制，無需在業務代碼中添加大量的事務管理代碼，使代碼更加簡潔、清晰。

2. @Transactional注解的使用

2.1 如何在Spring中使用@Transactional

在Spring框架中，我們可以通過在方法上使用@Transactional注解來聲明該方法是事務性的。當這個方法被調用時，Spring就會為這個方法創建一個事務。

例如，我們可以在一個服務類中的方法上使用@Transactional注解：

@Service
public class UserService {@Autowiredprivate UserRepository userRepository;@Transactionalpublic void createUser(User user) {userRepository.save(user);}
}

在上述代碼中，createUser方法被@Transactional注解，所以當調用createUser方法時，Spring會為這個方法創建一個事務。

2.2 @Transactional的屬性配置

@Transactional注解包含一些屬性，我們可以通過設置這些屬性來改變事務的行為。

• propagation：事務的傳播行為。默認值是Propagation.REQUIRED，表示如果當前存在事務，則加入該事務；如果當前沒有事務，則創建一個新的事務。
• isolation：事務的隔離級別。默認值是Isolation.DEFAULT，表示使用底層數據庫的默認隔離級別。
• timeout：事務的超時時間。默認值是-1，表示永不超時。
• readOnly：是否為只讀事務。默認值是false，表示這是一個讀寫事務。
• rollbackFor：需要進行回滾的異常類數組。默認值是空數組，表示所有的RuntimeException及其子類都會導致事務回滾。
• noRollbackFor：不需要進行回滾的異常類數組。默認值是空數組。

例如，我們可以這樣配置@Transactional注解：

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW,isolation = Isolation.READ_COMMITTED,timeout = 3600,readOnly = false,rollbackFor = {CustomException.class},noRollbackFor = {AnotherCustomException.class})
public void someMethod() {// ...
}

在上述代碼中，我們設置了@Transactional注解的各種屬性，包括傳播行為、隔離級別、超時時間、是否只讀以及回滾規則。

3. @Transactional的工作原理

3.1 Spring如何管理事務

Spring的事務管理分為編程式事務管理和聲明式事務管理兩種。編程式事務管理需要在代碼中顯式地進行事務管理，而聲明式事務管理則通過注解或XML配置來管理事務，大大簡化了事務管理的復雜性。

Spring的事務管理是通過AOP（面向切面編程）來實現的。當你在一個方法上使用@Transactional注解時，Spring會在運行時為這個方法創建一個代理對象，這個代理對象會包含事務管理的代碼。當你調用這個方法時，實際上是調用了代理對象的方法。

在代理對象的方法中，Spring會首先檢查當前是否存在一個事務。如果不存在，Spring會創建一個新的事務。然后，Spring會執行你的方法。如果你的方法執行成功，Spring會提交事務；如果你的方法執行失敗，并拋出了未被捕獲的異常，Spring會回滾事務。

3.2 @Transactional的底層實現

@Transactional注解的實現主要依賴于Spring的AOP和事務管理器。

當Spring啟動時，它會創建一個AnnotationTransactionAttributeSource的實例，這個實例會找到所有使用了@Transactional注解的方法，并為這些方法生成相應的事務屬性定義。

然后，Spring會創建一個TransactionInterceptor的實例，這個攔截器會在運行時攔截到所有的事務方法調用，并根據事務屬性定義來決定如何處理事務。

最后，Spring會創建一個ProxyFactoryBean的實例，這個實例會為所有的事務方法生成代理對象。這些代理對象會在調用事務方法時，首先調用`Transaction

4. @Transactional的傳播行為

4.1 傳播行為的種類

在Spring的@Transactional注解中，傳播行為（propagation behavior）定義了事務的邊界。Spring定義了7種傳播行為：

1. Propagation.REQUIRED：支持當前事務，如果當前沒有事務，就新建一個事務。這是最常見的選擇。
2. Propagation.SUPPORTS：支持當前事務，如果當前沒有事務，就以非事務方式執行。
3. Propagation.MANDATORY：支持當前事務，如果當前沒有事務，就拋出異常。
4. Propagation.REQUIRES_NEW：新建事務，如果當前存在事務，把當前事務掛起。
5. Propagation.NOT_SUPPORTED：以非事務方式執行操作，如果當前存在事務，就把當前事務掛起。
6. Propagation.NEVER：以非事務方式執行，如果當前存在事務，則拋出異常。
7. Propagation.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，則執行與Propagation.REQUIRED類似的操作。

4.2 每種傳播行為的具體作用和使用場景

• Propagation.REQUIRED：這是最常用的傳播行為。在大多數情況下，我們希望如果一個事務已經存在，那么就在這個事務中執行；否則，就創建一個新的事務。

• Propagation.SUPPORTS：這種傳播行為在調用者并不一定需要事務，但是如果有現成的事務可以加入，那么就使用它。如果沒有事務，那么就按非事務方式執行。

• Propagation.MANDATORY：這種傳播行為適用于如果沒有一個已經存在的事務，那么就拋出異常的情況。也就是說，這個方法必須在一個已經存在的事務中執行。

• Propagation.REQUIRES_NEW：這種傳播行為在每次都需要創建一個新的事務，并且也會將當前的事務（如果存在）掛起，直到新的事務完成。這種傳播行為適用于需要在自己的新事務中執行的情況。

• Propagation.NOT_SUPPORTED：這種傳播行為適用于不需要事務的情況。如果有一個已經存在的事務，那么這個事務會被掛起，直到這個方法執行完成。

• Propagation.NEVER：這種傳播行為適用于如果存在一個事務，那么就拋出異常的情況。也就是說，這個方法必須在沒有事務的情況下執行。

• Propagation.NESTED：這種傳播行為適用于需要在一個嵌套事務中執行的情況。如果當前的事務存在，那么就在這個事務的嵌套事務中執行。如果當前的事務不存在，那么就創建一個新的事務。這種傳播行為需要特定的事務管理器支持。

5. @Transactional的隔離級別

事務的隔離級別是用來解決事務并發執行時可能出現的問題，如臟讀、不可重復讀、幻讀等。不同的隔離級別提供了不同程度的隔離。在Spring的@Transactional注解中，可以通過設置隔離級別來控制事務的隔離程度。

5.1 事務的隔離級別有哪些

事務的隔離級別主要有以下四種：

1. ISOLATION_READ_UNCOMMITTED（讀未提交）：這是最低的隔離級別。允許一個事務讀取另一個事務未提交的數據。可能導致臟讀、不可重復讀和幻讀。
2. ISOLATION_READ_COMMITTED（讀已提交）：這個隔離級別允許一個事務讀取另一個事務已提交的數據。可以避免臟讀，但仍可能導致不可重復讀和幻讀。
3. ISOLATION_REPEATABLE_READ（可重復讀）：這個隔離級別確保一個事務在整個過程中多次讀取同一行數據時，每次讀取的結果都是相同的。可以避免臟讀和不可重復讀，但仍可能導致幻讀。
4. ISOLATION_SERIALIZABLE（串行化）：這是最高的隔離級別。它要求事務序列化執行，即一個事務只能在另一個事務完成后才能開始。可以避免臟讀、不可重復讀和幻讀，但執行效率較低。

5.2 如何在@Transactional中設置隔離級別

在@Transactional注解中，可以通過設置isolation屬性來指定事務的隔離級別。例如：

@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)
public void someMethod() {// 業務邏輯
}

在這個例子中，someMethod方法的事務隔離級別被設置為READ_COMMITTED。當然，你可以根據實際需求選擇其他的隔離級別。需要注意的是，不同的數據庫可能支持不同的隔離級別，因此在設置隔離級別時，需要考慮數據庫的實際支持情況。

6. @Transactional的只讀設置

在Spring的@Transactional注解中，可以通過設置readOnly屬性來指定事務是否為只讀。只讀事務可以幫助數據庫引擎優化事務，提高查詢速度。

6.1 什么是只讀事務

只讀事務是指該事務只進行數據的讀取操作，不進行任何的數據修改操作（包括：INSERT、UPDATE、DELETE等）。在某些場景下，我們知道事務只需要讀取數據，不需要修改數據，這時，我們可以將事務設置為只讀，以幫助數據庫做一些優化，比如避免一些不必要的鎖操作，從而提高查詢效率。

6.2 如何在@Transactional中設置只讀

在@Transactional注解中，可以通過設置readOnly屬性來指定事務是否為只讀。例如：

@Transactional(readOnly = true)
public void someMethod() {// 業務邏輯
}

在這個例子中，someMethod方法的事務被設置為只讀。這意味著，在這個事務中，我們只能進行數據的查詢操作，不能進行數據的修改操作。

需要注意的是，這個只讀設置只是一個提示，具體的行為可能會根據實際的事務管理器的實現有所不同。例如，某些事務管理器可能會在只讀事務中允許進行數據的修改操作，但這通常不是一個好的做法，因為它可能會導致數據的不一致。所以，當我們將一個事務設置為只讀時，我們應該確保在事務中不進行任何數據的修改操作。

7. @Transactional的回滾規則

在Spring的@Transactional注解中，可以通過設置rollbackFor和noRollbackFor屬性來自定義事務的回滾規則。回滾規則決定了在哪些異常情況下事務需要回滾，哪些異常情況下事務可以繼續提交。

7.1 默認的回滾規則是什么

默認情況下，@Transactional注解的回滾規則是：當事務中發生運行時異常（RuntimeException）或者錯誤（Error）時，事務會回滾；當發生受檢異常（Checked Exception）時，事務不會回滾。

7.2 如何自定義回滾規則

在@Transactional注解中，可以通過設置rollbackFor和noRollbackFor屬性來自定義事務的回滾規則。例如：

@Transactional(rollbackFor = {CustomException.class}, noRollbackFor = {AnotherCustomException.class})
public void someMethod() {// 業務邏輯
}

在這個例子中，我們為someMethod方法自定義了回滾規則：

1. 當方法拋出CustomException異常時，事務會回滾。這里的CustomException可以是任何繼承自Throwable的自定義異常類。
2. 當方法拋出AnotherCustomException異常時，事務不會回滾。同樣，AnotherCustomException可以是任何繼承自Throwable的自定義異常類。

通過這種方式，我們可以根據實際需求靈活地自定義事務的回滾規則。需要注意的是，如果同時設置了rollbackFor和noRollbackFor，那么noRollbackFor的優先級更高，即如果一個異常同時滿足rollbackFor和noRollbackFor的條件，那么事務不會回滾。

8. @Transactional的常見問題

在使用@Transactional注解時，可能會遇到一些常見的問題。本節將介紹@Transactional不生效的原因及解決辦法，以及使用@Transactional的注意事項。

8.1 @Transactional不生效的原因及解決辦法

8.1.1 原因1：事務管理器配置錯誤或缺失

如果事務管理器沒有正確配置或者缺失，@Transactional注解將無法正常工作。

解決辦法：確保已經正確配置了事務管理器。對于Spring Boot項目，通常會自動配置事務管理器。對于非Spring Boot項目，需要手動配置事務管理器，例如：

<bean id="transactionManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager"><property name="dataSource" ref="dataSource"/>
</bean>

8.1.2 原因2：使用@Transactional注解的方法在同一個類中調用

當一個沒有使用@Transactional注解的方法調用同一個類中的使用@Transactional注解的方法時，事務注解不會生效。

解決辦法1：將使用@Transactional注解的方法移到另一個類中，然后在原類中通過依賴注入的方式調用這個方法。例如：

@Service
public class AService {@Autowiredprivate BService bService;public void methodA() {bService.methodB();}
}@Service
public class BService {@Transactionalpublic void methodB() {// 業務邏輯}
}

解決辦法2：將使用 SpringContextUtil.getBean(this.getClass()).methodB()從spring中再獲取一邊當前bean的代理對象并調用。例如：

@Service
public class BService {public void methodA() {SpringContextUtil.getBean(this.getClass()).methodB();}@Transactionalpublic void methodB() {// 業務邏輯}
}

在Spring中，當一個類中的一個方法調用另一個帶有@Transactional注解的方法時，通常情況下，@Transactional注解不會生效。這是因為Spring事務管理是基于代理的，當一個方法內部調用另一個方法時，實際上是在同一個對象實例上進行的調用，而不是通過代理對象。因此，事務管理功能不會被觸發。

然而，通過使用SpringContextUtil.getBean(this.getClass()).methodB();這種寫法，我們可以繞過這個限制。這是因為SpringContextUtil.getBean(this.getClass())會從Spring容器中獲取當前類的代理對象，然后通過這個代理對象調用methodB()方法。由于調用是通過代理對象進行的，因此@Transactional注解會生效，觸發事務管理功能。

請注意，這種寫法雖然可以解決問題，但并不是最佳實踐。在實際項目中，我們應該盡量避免在一個類的方法中直接調用另一個帶有@Transactional注解的方法。更好的做法是將這兩個方法分別放在不同的服務類中，然后通過依賴注入的方式來調用這些服務類的方法。這樣可以更好地遵循單一職責原則，使代碼更加清晰和可維護。

8.1.3 原因3：事務傳播行為配置不正確

如果事務傳播行為配置不正確，可能會導致@Transactional注解不生效。

解決辦法：檢查@Transactional注解的propagation屬性設置，確保它符合實際需求。根據不同的業務場景，選擇合適的事務傳播行為。

8.2 @Transactional的使用注意事項

1. 確保事務管理器配置正確。對于Spring Boot項目，通常會自動配置事務管理器。對于非Spring Boot項目，需要手動配置事務管理器。

2. 避免在同一個類中調用使用@Transactional注解的方法。將使用@Transactional注解的方法移到另一個類中，然后在原類中通過依賴注入的方式調用這個方法。

3. 根據實際需求，合理設置事務的傳播行為、隔離級別、超時時間、只讀屬性等。

4. 不要在private、protected、final方法上使用@Transactional注解，因為這些方法無法被代理，導致@Transactional注解無法生效。

5. 如果需要自定義事務的回滾規則，可以通過設置rollbackFor和noRollbackFor屬性來實現。注意noRollbackFor的優先級更高。

6. 在使用@Transactional注解時，盡量遵循最小化事務范圍的原則，即只在需要進行事務控制的方法上使用@Transactional注解。這樣可以降低事務的開銷，提高系統性能。

假設我們正在開發一個電商系統，系統中有一個訂單服務（OrderService）和庫存服務（InventoryService）。當用戶下單時，需要同時更新訂單和庫存信息。為了保證數據的一致性，我們可以使用@Transactional注解來確保這兩個操作在同一個事務中完成。如果其中一個操作失敗，整個事務將回滾，從而避免數據不一致的問題。

首先，我們創建訂單服務（OrderService）和庫存服務（InventoryService）：

@Service
public class OrderService {public void createOrder() {// 創建訂單的邏輯}
}@Service
public class InventoryService {public void updateInventory() {// 更新庫存的邏輯}
}

9.實例

接下來，我們創建一個業務服務（BusinessService），該服務將負責調用訂單服務和庫存服務。在該服務中，我們使用@Transactional注解來確保這兩個操作在同一個事務中完成：

@Service
public class BusinessService {@Autowiredprivate OrderService orderService;@Autowiredprivate InventoryService inventoryService;@Transactionalpublic void placeOrder() {try {orderService.createOrder();inventoryService.updateInventory();} catch (Exception e) {// 處理異常，例如記錄日志等throw e;}}
}

現在，當我們調用BusinessService的placeOrder方法時，訂單創建和庫存更新操作將在同一個事務中進行。如果其中一個操作失敗，整個事務將回滾，從而確保數據的一致性。

這個例子展示了如何使用@Transactional注解解決實際問題。在實際項目中，我們可以根據業務需求靈活地使用@Transactional注解來控制事務，確保數據的一致性和完整性。