@Transactional 注解详细介绍——附案例

@Transactional 是 Spring 框架提供的用于声明式事务管理的注解。它简化了事务管理的代码，让开发者能够更方便地处理数据库事务。

1. @Transactional 定义

@Transactional 是 Spring 框架中的一个注解，主要用于声明式事务管理。它可以用于类或者方法级别，控制方法中的数据库操作是否要被事务管理。当 @Transactional 注解应用于某个方法时，该方法中的所有数据库操作（增、删、改等）会被绑定到一个事务中，保证这些操作在一个整体的事务上下文中执行。

Spring 的事务管理基于 AOP（面向切面编程），即通过在方法执行前后控制事务的开启、提交和回滚。

2. @Transactional 功能

@Transactional 注解的核心功能是声明式事务管理。它能自动处理事务的提交、回滚等复杂逻辑。主要功能如下：

• 事务的原子性：确保事务中的一组数据库操作要么全部成功，要么全部失败（即回滚）。
• 事务的一致性：保证数据在事务执行过程中，数据库始终处于一致的状态。
• 事务的隔离性：不同事务之间的数据操作互不干扰，保证在事务执行期间的数据隔离。
• 事务的持久性：事务提交后，数据的变更会被持久保存。

3. @Transactional 特点

@Transactional 注解具有以下特点和功能点：

3.1 事务的传播行为（Propagation）

事务传播行为定义了一个事务方法如何参与到现有事务中。Spring 提供了多种传播行为来满足不同的场景需求：

• REQUIRED（默认值）：如果当前存在一个事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则创建一个新的事务。
• REQUIRES_NEW：每次都会创建一个新的事务，当前存在的事务会被挂起。
• SUPPORTS：支持当前事务，如果有事务就加入；如果没有事务则以非事务方式运行。
• NOT_SUPPORTED：非事务方式运行，挂起当前事务。
• MANDATORY：必须在一个事务中执行，如果当前没有事务，则抛出异常。
• NEVER：必须在非事务环境下执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
• NESTED：在当前事务内开启一个嵌套事务，如果外部事务回滚，嵌套事务也会回滚。

3.2 隔离级别（Isolation）

事务的隔离级别决定了一个事务在修改数据的同时，其他事务对该数据的可见性。Spring 提供了以下隔离级别：

• DEFAULT：使用数据库的默认隔离级别。
• READ_UNCOMMITTED：允许读取未提交的数据，可能导致脏读。
• READ_COMMITTED：只能读取已提交的数据，避免脏读，但可能会导致不可重复读。
• REPEATABLE_READ：确保在同一事务中多次读取相同的数据，读取的结果是相同的，避免不可重复读。
• SERIALIZABLE：最高的隔离级别，完全锁定事务访问的数据，避免脏读、不可重复读和幻读，但性能较差。

3.3 回滚规则（Rollback Rules）

• 默认情况下，Spring 只在运行时异常（RuntimeException 或其子类）时才会回滚事务。
• 如果需要在受检异常（Checked Exception）发生时也回滚事务，可以通过 rollbackFor 属性进行配置。

例如：

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void myMethod() {
    // 发生任何异常都会回滚
}

3.4 只读事务（Read-Only Transaction）

@Transactional 可以通过 readOnly = true 来声明只读事务。这种事务适用于只执行查询操作的场景，数据库会进行一些优化。

@Transactional(readOnly = true)
public List<User> findAllUsers() {
    return userRepository.findAll();
}

3.5 事务超时（Timeout）

@Transactional 可以设置事务的超时时间，事务超时后会自动回滚。timeout 参数表示允许事务执行的最大时间（单位：秒）。

@Transactional(timeout = 30)  // 超时时间为30秒
public void myMethod() {
    // 如果事务超过30秒未完成，将会回滚
}

3.6 并发控制（Concurrency）

通过 @Transactional 可以控制并发事务的行为，防止数据更新时产生冲突或数据丢失，避免脏读、不可重复读等问题。

3.7 异常处理

@Transactional 默认情况下只对未捕获的运行时异常进行回滚，受检异常则不会触发回滚。通过 noRollbackFor 可以指定某些异常发生时不回滚。

@Transactional(noRollbackFor = MyCustomException.class)
public void myMethod() {
    // 如果发生 MyCustomException，事务不会回滚
}

4. @Transactional 使用场景

• 银行转账：在一个银行系统中，从一个账户扣款并向另一个账户转账时，必须保证两个操作要么同时成功，要么同时失败。
• 订单处理系统：在一个电商系统中，生成订单、扣减库存、扣减余额等操作必须在一个事务中，要么全部成功，要么全部回滚。
• 批量数据更新：批量更新数据时，如果中间发生异常，可以通过 @Transactional 实现全部回滚，保证数据一致性。
• 数据库备份和还原：在数据库备份和还原时，必须确保备份或还原的事务执行过程中不会影响现有数据的完整性。

5. @Transactional 具体案例

案例 1：银行转账

@Service
public class BankService {

    @Autowired
    private AccountRepository accountRepository;

    @Transactional
    public void transfer(Long fromAccountId, Long toAccountId, BigDecimal amount) {
        Account fromAccount = accountRepository.findById(fromAccountId).orElseThrow();
        Account toAccount = accountRepository.findById(toAccountId).orElseThrow();

        // 从来源账户扣款
        fromAccount.setBalance(fromAccount.getBalance().subtract(amount));
        accountRepository.save(fromAccount);

        // 向目标账户加款
        toAccount.setBalance(toAccount.getBalance().add(amount));
        accountRepository.save(toAccount);
    }
}

在这个例子中，@Transactional 保证了从一个账户扣钱、向另一个账户转钱的操作是一个原子事务。如果中途发生异常，所有的操作都会回滚。

案例 2：订单系统

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;
    @Autowired
    private InventoryService inventoryService;
    @Autowired
    private PaymentService paymentService;

    @Transactional
    public void placeOrder(Order order) {
        // 扣减库存
        inventoryService.reduceStock(order.getProductId(), order.getQuantity());

        // 扣减账户余额
        paymentService.deductBalance(order.getUserId(), order.getTotalPrice());

        // 保存订单
        orderRepository.save(order);
    }
}

在此例中，@Transactional 保证下单时的扣减库存、扣减账户余额、保存订单三个操作要么一起成功，要么一起回滚，避免出现下单成功但扣减库存或扣钱失败的问题。

案例 3：只读查询

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

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

在这个例子中，通过 @Transactional(readOnly = true) 声明该方法为只读事务，提升查询性能并确保不会产生不必要的写锁。

6. 总结

• @Transactional 是 Spring 提供的声明式事务管理工具，用于简化事务管理，确保业务操作的原子性和数据的一致性。
• 它具有多种功能，包括事务传播、隔离级别、回滚规则、超时控制等，可以灵活地应对各种事务管理需求。
• 适用场景包括银行转账、订单系统等需要保证数据一致性的业务场景。

希望对你有所帮助，若有问题欢迎指正~