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程序員大陽 · 更新于 2020-04-30

Spring Boot 使用事務

1. 前言

工作中確實碰到過一些不知道使用事務的朋友，毫無疑問會給項目帶來一些風險。

舉個簡單的例子吧，網購的時候需要扣減庫存，同時生成訂單。如果扣庫存成功了，沒生成訂單，結果是庫存不知道為何變少了；如果生成訂單了，沒扣庫存，那就有可能賣出去的數量比庫存還多。

這兩種情況都是不能接受的，我們必須保證這兩個對數據庫的更新操作同時成功，或者同時失敗。

事務就是這樣一種機制，將對數據庫的一系列操作視為一個執行單元，保證單元內的操作同時成功，或者當有一個操作失敗時全部失敗。

2. 實例場景

在 Spring Boot 中使用事務非常簡單，本小節我們通過商品扣減庫存、生成訂單的實例，演示下 Spring Boot 中使用事務的具體流程。

3. 數據庫模塊實現

需要有一個商品表，保存商品的唯一標識、名稱、庫存數量，結構如下：

實例：

CREATE TABLE `goods` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '唯一標識',
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '商品名稱',
  `num` bigint(255) DEFAULT NULL COMMENT '庫存數量',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8;

購買商品后還需要生成訂單，保存訂單唯一標識、購買商品的 id 、購買數量。

實例：

CREATE TABLE `order` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '唯一標識',
  `goods_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '商品id',
  `count` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '購買數量',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

4. Spring Boot 后端實現

接下來，我們開始開發 Spring Boot 后端項目，并且使用事務實現扣減庫存、生成訂單功能。數據庫訪問部分使用比較流行的 MyBatis 框架。

4.1 使用 Spring Initializr 創建項目

Spring Boot 版本選擇 2.2.5 ，Group 為 com.imooc ， Artifact 為 spring-boot-transaction，生成項目后導入 Eclipse 開發環境。

4.2 引入項目依賴

我們引入熱部署依賴、 Web 依賴、數據庫訪問相關依賴及測試相關依賴，具體如下：

實例：

		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
		</dependency>
		<!-- 熱部署 -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
		</dependency>
		<!-- Web支持 -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
		</dependency>
		<!-- JDBC -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
		</dependency>
		<!-- MySQL驅動 -->
		<dependency>
			<groupId>mysql</groupId>
			<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
		</dependency>
		<!-- 集成MyBatis -->
		<dependency>
			<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
			<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
			<version>2.1.2</version>
		</dependency>
		<!-- junit -->
		<dependency>
			<groupId>junit</groupId>
			<artifactId>junit</artifactId>
			<scope>test</scope>
		</dependency>
		<!-- 測試 -->
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
			<scope>test</scope>
			<exclusions>
				<exclusion>
					<groupId>org.junit.vintage</groupId>
					<artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
				</exclusion>
			</exclusions>
		</dependency>

4.3 數據源配置

修改 application.properties 文件，配置數據源信息。

實例：

# 配置數據庫驅動
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
# 配置數據庫url
spring.datasource.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/shop?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=UTC
# 配置數據庫用戶名
spring.datasource.username=root
# 配置數據庫密碼
spring.datasource.password=Easy@0122

4.4 開發數據對象類

開發 goods 表對應的數據對象類 GoodsDo ，代碼如下：

實例：

/**
* 商品類
*/
public class GoodsDo {
   /**
    * 商品id
    */
   private Long id;
   /**
    * 商品名稱
    */
   private String name;
   /**
    * 商品庫存
    */
   private Long num;
   // 省略 get set
}

然后開發 order 表對應的數據對象類 OrderDo，代碼如下：

實例：

/**
 * 訂單類
 */
public class OrderDo {
	/**
	 * 訂單id
	 */
	private Long id;
	/**
	 * 商品id
	 */
	private Long goodsId;
	/**
	 * 購買數量
	 */
	private Long count;
	// 省略 get set
}

4.5 開發數據訪問層

首先定義商品數據訪問接口，實現查詢剩余庫存與扣減庫存功能。

實例：

/**
 * 商品數據庫訪問接口
 */
@Repository // 標注數據訪問組件
public interface GoodsDao {
	/**
	 * 查詢商品信息(根據id查詢單個商品信息)
	 */
	public GoodsDo selectForUpdate(Long id);

	/**
	 * 修改商品信息(根據id修改其他屬性值)
	 */
	public int update(GoodsDo Goods);
}

注意，在查詢商品剩余庫存時，我們采用面向對象的方法，將對應 id 的商品信息全部取出，更加方便點。采用 selectForUpdate 命名，表示該方法使用了 select ... for update 的 SQL 語句查詢方式，以鎖定數據庫對應記錄，規避高并發場景下庫存修改錯誤問題。同樣 update 方法也采用了面向對象的方式，根據 id 修改其他信息，方便復用。

然后定義訂單數據訪問接口，實現生成訂單的功能。

實例：

/**
* 訂單數據庫訪問接口
*/
@Repository // 標注數據訪問組件
public interface OrderDao {
   /**
    * 新增訂單
    */
   public int insert(OrderDo order);
}

然后，我們修改 Spring Boot 配置類，添加 @MapperScan 注解，掃描數據訪問接口所在的包。

實例：

@SpringBootApplication
@MapperScan("com.imooc.springboottransaction") // 指定MyBatis掃描的包，以便將數據訪問接口注冊為Bean
public class SpringBootTransactionApplication {
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(SpringBootTransactionApplication.class, args);
	}
}

4.6 添加 MyBatis 映射文件

編寫 GoodsDao 、 OrderDao 對應的映射文件， 首先我們通過 application.properties 指定映射文件的位置：

實例：

# 指定MyBatis配置文件位置
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*.xml

然后在 resources/mapper 目錄下新建 GoodsMapper.xml 文件，該文件就是 goods 表對應的映射文件，內容如下：

實例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<!-- 本映射文件對應GoodsDao接口 -->
<mapper namespace="com.imooc.springboottransaction.GoodsDao">
   <!-- 對應GoodsDao中的selectForUpdate方法 -->
   <select id="selectForUpdate" resultMap="resultMapBase" parameterType="java.lang.Long">
   	select <include refid="sqlBase" /> from goods where id = #{id} for update
   </select>
   <!-- 對應GoodsDao中的update方法 -->
   <update id="update" parameterType="com.imooc.springboottransaction.GoodsDo">
   	update goods set name=#{name},num=#{num} where id=#{id}
   </update>
   <!-- 可復用的sql模板 -->
   <sql id="sqlBase">
   	id,name,num
   </sql>
   <!-- 保存SQL語句查詢結果與實體類屬性的映射 -->
   <resultMap id="resultMapBase" type="com.imooc.springboottransaction.GoodsDo">
   	<id column="id" property="id" />
   	<result column="name" property="name" />
   	<result column="num" property="num" />
   </resultMap>
</mapper>

同樣我們在 resources/mapper 目錄下新建 OrderMapper.xml 文件，該文件是 order 表對應的映射文件，內容如下：

實例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<!-- 本映射文件對應OrderDao接口 -->
<mapper namespace="com.imooc.springboottransaction.OrderDao">
   <!-- 對應OrderDao中的insert方法 -->
   <insert id="insert" parameterType="com.imooc.springboottransaction.OrderDo">
   	insert into `order` (goods_id,count) values (#{goodsId},#{count})
   </insert>
</mapper>

4.7 編寫服務方法

下單這個操作，可以封裝為一個服務方法，不管是手機端下單還是電腦端下單都可以調用。

我們新建訂單服務類 OrderService ，并在其中實現下單方法 createOrder ，代碼如下：

實例：

/**
 * 訂單服務類
 */
@Service // 注冊為服務類
public class OrderService {
	@Autowired
	private GoodsDao goodsDao;
	@Autowired
	private OrderDao orderDao;

	/**
	 * 下單
	 * 
	 * @param goodsId 購買商品id
	 * @param count   購買商品數量
	 * @return 生成訂單數
	 */
	@Transactional // 實現事務
	public int createOrder(Long goodsId, Long count) {
		// 鎖定商品庫存
		GoodsDo goods = goodsDao.selectForUpdate(goodsId);
		// 扣減庫存
		Long newNum = goods.getNum() - count;
		goods.setNum(newNum);
		goodsDao.update(goods);
		// 生成訂單
		OrderDo order = new OrderDo();
		order.setGoodsId(goodsId);
		order.setCount(count);
		int affectRows = orderDao.insert(order);
		return affectRows;
	}
}

我們在 createOrder 方法上添加了 @Transactional 注解，該注解為 createOrder 方法開啟了事務，當方法結束時提交事務。這樣保證了 createOrder 內方法全部執行成功，或者全部失敗。

5. 測試

5.1 構造測試數據

在數據庫中構造一條測試數據如下：

圖片描述

測試數據

5.2 正常測試

編寫測試方法發起測試：

實例：

/**
 * 訂單測試
 */
@SpringBootTest
class OrderTest {

	@Autowired
	private OrderService orderService;

	/**
	 * 新增一個商品
	 */
	@Test
	void testCreateOrder() {
		// 購買id為1的商品1份
		int affectRows = orderService.createOrder(1L, 1L);
		assertEquals(1, affectRows);
	}
}

運行測試方法后，手機的庫存變為 19 ，且生成一條訂單記錄，測試通過，具體結果如下：

圖片描述

正常測試結果

5.3 模擬異常測試

修改下單方法，在扣減庫存后拋出異常，看看事務能否回滾到修改全部未發生的狀態。為了便于測試我們將庫存重新設為 20 ，然后將下單方法修改如下：

實例：

	@Transactional // 實現事務
	public int createOrder(Long goodsId, Long count) {
		// 鎖定商品庫存
		GoodsDo goods = goodsDao.selectForUpdate(goodsId);
		// 扣減庫存
		Long newNum = goods.getNum() - count;
		goods.setNum(newNum);
		goodsDao.update(goods);
		// 模擬異常
		int a=1/0;
		// 生成訂單
		OrderDo order = new OrderDo();
		order.setGoodsId(goodsId);
		order.setCount(count);
		int affectRows = orderDao.insert(order);
		return affectRows;
	}

運行測試方法后，拋出異常，查看數據庫發現，庫存還是 20 ，說明 goodsDao.update(goods); 的修改沒有提交到數據庫，具體結果如下：

圖片描述

模擬異常測試結果

6. 使用注意事項

Spring 事務在一些情況下不能生效，需要特別注意。

6.1 拋出檢查型異常時事務失效

首先了解下異常類型：

  • Exception 受檢查的異常：在程序中必須使用 try…catch 進行處理，遇到這種異常不處理，編譯器會報錯。例如 IOException 。
  • RuntimeException 非受檢查的異常：可以不使用 try…catch 進行處理。例如常見的 NullPointerException 。

在大多數人潛意識中，只要發生異常，事務就應該回滾，實際上使用 @Transactional 時，默認只對非受檢查異?；貪L。例如：

實例：

	@Transactional // 實現事務
	public int createOrder(Long goodsId, Long count) {
		// 鎖定商品庫存
		GoodsDo goods = goodsDao.selectForUpdate(goodsId);
		// 扣減庫存
		Long newNum = goods.getNum() - count;
		goods.setNum(newNum);
		goodsDao.update(goods);
		if (count > goods.getNum()) {
			// 非受檢查異常拋出時，會回滾
			throw new RuntimeException();
		}
		// 生成訂單
		OrderDo order = new OrderDo();
		order.setGoodsId(goodsId);
		order.setCount(count);
		int affectRows = orderDao.insert(order);
		return affectRows;
	}

實例：

   @Transactional // 實現事務
   public int createOrder(Long goodsId, Long count) throws Exception {
   	// 鎖定商品庫存
   	GoodsDo goods = goodsDao.selectForUpdate(goodsId);
   	// 扣減庫存
   	Long newNum = goods.getNum() - count;
   	goods.setNum(newNum);
   	goodsDao.update(goods);
   	if (count > goods.getNum()) {
   		//注意！此處為受檢查的異常，就算拋出也不會回滾
   		throw new Exception();
   	}
   	// 生成訂單
   	OrderDo order = new OrderDo();
   	order.setGoodsId(goodsId);
   	order.setCount(count);
   	int affectRows = orderDao.insert(order);
   	return affectRows;
   }

如果想實現只要拋出異常就回滾，可以通過添加注解 @Transactional(rollbackFor=Exception.class) 實現。

實例：

	@Transactional(rollbackFor = Exception.class) // 拋出異常即回滾
	public int createOrder(Long goodsId, Long count) throws Exception {
		// 鎖定商品庫存
		GoodsDo goods = goodsDao.selectForUpdate(goodsId);
		// 扣減庫存
		Long newNum = goods.getNum() - count;
		goods.setNum(newNum);
		goodsDao.update(goods);
		if (count > goods.getNum()) {
			throw new Exception();
		}
		// 生成訂單
		OrderDo order = new OrderDo();
		order.setGoodsId(goodsId);
		order.setCount(count);
		int affectRows = orderDao.insert(order);
		return affectRows;
	}

OK，我們將在測試類中，將購買數量設為大于庫存數量的 100 ，然后一次測試上面三種情況，就能驗證上面的說法了。

實例：

/**
 * 訂單測試
 */
@SpringBootTest
class OrderTest {

	@Autowired
	private OrderService orderService;

	/**
	 * 創建訂單測試
	 */
	@Test
	void testCreateOrder() throws Exception {
		// 購買id為1的商品1份
		int affectRows = orderService.createOrder(1L, 100L);
		assertEquals(1, affectRows);
	}
}

6.2 一個事務方法調用另一個事務方法時失效

先看下面的實例，我們修改下 OrderService 類，通過一個事務方法調用 createOrder 方法。

實例：

/**
 * 訂單服務類
 */
@Service // 注冊為服務類
public class OrderService {
	@Autowired
	private GoodsDao goodsDao;
	@Autowired
	private OrderDao orderDao;

	@Transactional // 開啟事務
	public int startCreateOrder(Long goodsId, Long count) throws Exception {
		return this.createOrder(goodsId, count);
	}

	/**
	 * 下單
	 * 
	 * @param goodsId 購買商品id
	 * @param count   購買商品數量
	 * @return 生成訂單數
	 */
	@Transactional(rollbackFor = Exception.class) // 拋出異常即回滾
	public int createOrder(Long goodsId, Long count) throws Exception {
		// 鎖定商品庫存
		GoodsDo goods = goodsDao.selectForUpdate(goodsId);
		// 扣減庫存
		Long newNum = goods.getNum() - count;
		goods.setNum(newNum);
		goodsDao.update(goods);
		if (count > goods.getNum()) {
			// 非受檢查異常拋出時，會回滾
			throw new Exception();
		}
		// 生成訂單
		OrderDo order = new OrderDo();
		order.setGoodsId(goodsId);
		order.setCount(count);
		int affectRows = orderDao.insert(order);
		return affectRows;
	}
}

此時我們在測試類中通過 startCreateOrder 方法再去調用 createOrder 方法，代碼如下：

實例：

/**
 * 訂單測試
 */
@SpringBootTest
class OrderTest {

	@Autowired
	private OrderService orderService;

	/**
	 * 創建訂單測試
	 */
	@Test
	void testCreateOrder() throws Exception {
		// 購買id為1的商品1份
		int affectRows = orderService.startCreateOrder(1L, 100L);
		assertEquals(1, affectRows);
	}
}

startCreateOrder 和 createOrder 方法都是事務方法，且這兩個方法事務特性不同 (一個沒有 rollbackFor=Exception.class)，如果我們調用 startTransaction 方法，則 createOrder 中的事務并不會生效。

也就是說，如果在同一個類中，一個事務方法調用另一個事務方法，可能會導致被調用的事務方法的事務失效！

這是因為 Spring 的聲明式事務使用了代理，具體機制此處不再探討，但是一定要注意規避這種事務失效的場景。

7. 小結

Spring Boot 中的事務使用非常簡單，是因為進行了高度的封裝。正是由于封裝的很徹底，所以我們一般接觸不到其具體原理和實現方式，這就需要我們注意一些事務可能失效的情況，避免因事務失效帶來風險和損失。