Spring Boot 中如何启用 MongoDB 事务

bing_1582025-05-11 10:53

在 Spring Boot 中启用和使用 MongoDB 事务主要依赖于以下几个方面：

  1. MongoDB 服务器和部署模式：

    • MongoDB 版本 4.0 或更高版本才支持副本集 (Replica Set) 上的多文档 ACID 事务。
    • MongoDB 版本 4.2 或更高版本才支持分片集群 (Sharded Cluster) 上的多文档 ACID 事务。
    • Standalone (单节点) 模式不支持多文档事务。 MongoDB 实例必须是副本集或分片集群的一部分。

  2. Spring Boot 和 Spring Data MongoDB 版本：

    • 确保使用的 Spring Boot 版本（以及它所管理的 Spring Data MongoDB 版本）支持 MongoDB 事务。较新的 Spring Boot 版本（2.1.x 及以后）都提供了良好的支持。
    • spring-boot-starter-data-mongodb 依赖是必需的。

  3. 配置 MongoTransactionManager：

    • Spring Boot 会在检测到合适的条件时（例如，连接 URI 指向一个副本集）自动配置 MongoTransactionManager。

  4. 使用 @Transactional 注解：

    • 这是在 Spring 中管理事务的标准方式。

下面是如何在 Spring Boot 中启用和使用 MongoDB 事务：

步骤 1: 确保 MongoDB 环境支持事务

  • 确认MongoDB 服务器版本（4.0+ for replica sets, 4.2+ for sharded clusters）。
  • 确认MongoDB 是以副本集或分片集群模式运行。

步骤 2: 添加依赖

在你的 pom.xml (Maven) 或 build.gradle (Gradle) 文件中，确保有 Spring Data MongoDB 的 starter：

Maven (pom.xml):

xml 复制代码 
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId>
</dependency>

步骤 3: 配置数据库连接 URI

在 application.properties 或 application.yml 中配置 MongoDB 连接 URI。关键是要包含 replicaSet 参数（如果你的 MongoDB 是副本集）。

application.properties:

properties 复制代码 
spring.data.mongodb.uri=mongodb://localhost:27017,localhost:27018,localhost:27019/mydatabase?replicaSet=rs0
# 或者对于分片集群，连接到 mongos 实例
# spring.data.mongodb.uri=mongodb://mongos1:27017,mongos2:27017/mydatabase
  • localhost:27017,localhost:27018,localhost:27019：副本集成员地址。
  • mydatabase：数据库名称。
  • replicaSet=rs0：副本集名称。这个参数对于 Spring Boot 自动配置 MongoTransactionManager 非常重要。

步骤 4: 启用事务管理器

a) 自动配置 (推荐)

如果 spring.data.mongodb.uri 正确配置了 replicaSet 参数（或者连接的是分片集群的 mongos），Spring Boot 通常会自动为你配置一个 MongoTransactionManager bean。不需要额外做配置。

b) 手动配置 (如果自动配置不生效或需要自定义)

如果需要手动配置，可以在配置类中创建一个 MongoTransactionManager bean：

java 复制代码 
import com.mongodb.client.MongoClient;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.mongodb.MongoDatabaseFactory;
import org.springframework.data.mongodb.MongoTransactionManager;
import org.springframework.data.mongodb.core.MongoTemplate; // 仅为示例，非必需

@Configuration
public class MongoConfig {

    // Spring Boot 会自动配置 MongoDatabaseFactory
    // 你只需要注入它来创建 MongoTransactionManager
    @Bean
    MongoTransactionManager transactionManager(MongoDatabaseFactory dbFactory) {
        return new MongoTransactionManager(dbFactory);
    }

    // 可选: 如果你也想配置一个 MongoTemplate bean
    // @Bean
    // public MongoTemplate mongoTemplate(MongoDatabaseFactory dbFactory, MongoClient mongoClient) {
    //     return new MongoTemplate(mongoClient, dbFactory.getMongoDatabase().getName());
    // }
}

注意： 通常情况下，如果你的 URI 配置正确，Spring Boot 的自动配置就足够了，你不需要手动创建这个 bean。

步骤 5: 在 Service 层使用 @Transactional

现在可以在Service 方法上使用 Spring 的 @Transactional 注解来声明事务。

java 复制代码 
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional; // Spring的事务注解
import com.mongodb.MongoException; // 更通用的MongoDB异常
import com.mongodb.MongoTransactionException; // 事务特定异常

@Service
public class AccountService {

    @Autowired
    private AccountRepository accountRepository; // 假设你有一个 AccountRepository

    @Autowired
    private AuditLogRepository auditLogRepository; // 假设你有一个 AuditLogRepository


    /**
     * 示例：在一个事务中转账并记录日志
     * 如果任何一步失败，整个操作将回滚
     */
    @Transactional // 关键注解
    public void transferMoney(String fromAccountId, String toAccountId, double amount) {
        try {
            Account fromAccount = accountRepository.findById(fromAccountId)
                    .orElseThrow(() -> new RuntimeException("Source account not found"));
            Account toAccount = accountRepository.findById(toAccountId)
                    .orElseThrow(() -> new RuntimeException("Destination account not found"));

            if (fromAccount.getBalance() < amount) {
                throw new RuntimeException("Insufficient funds");
            }

            fromAccount.setBalance(fromAccount.getBalance() - amount);
            toAccount.setBalance(toAccount.getBalance() + amount);

            accountRepository.save(fromAccount);

            // 模拟一个可能发生的错误，以测试回滚
            // if (true) {
            //     throw new RuntimeException("Simulated error during transfer!");
            // }

            accountRepository.save(toAccount);

            // 记录审计日志
            AuditLog log = new AuditLog("Transfer of " + amount + " from " + fromAccountId + " to " + toAccountId);
            auditLogRepository.save(log);

            System.out.println("Transfer successful and logged!");

        } catch (RuntimeException e) {
            // @Transactional 会在 RuntimeException 抛出时自动回滚
            // 你可以在这里记录错误，但不需要手动回滚
            System.err.println("Transfer failed: " + e.getMessage());
            throw e; // 重新抛出，以便 Spring 能够捕获并回滚事务
        }
    }

    /**
     * 示例：只读事务
     * 对于只需要读取数据的操作，可以标记为只读，这可能有一些性能优化。
     */
    @Transactional(readOnly = true)
    public Account getAccountDetails(String accountId) {
        return accountRepository.findById(accountId).orElse(null);
    }

    // 假设的实体和仓库
    // Account.java, AuditLog.java
    // AccountRepository.java extends MongoRepository<Account, String>
    // AuditLogRepository.java extends MongoRepository<AuditLog, String>
}

工作原理：

  1. 当调用被 @Transactional 注解的方法时，Spring 会启动一个 MongoDB 事务（通过 MongoTransactionManager）。
  2. 方法内的所有数据库操作（例如 repository.save()）都会在这个事务的上下文中执行。
  3. 如果方法成功完成（没有抛出未被捕获的 RuntimeException 或 Error），事务将被提交。
  4. 如果方法抛出任何未被捕获的 RuntimeException 或 Error（默认行为），事务将被回滚。受检异常（Checked Exceptions）默认不会触发回滚，除非通过 @Transactional(rollbackFor = SpecificCheckedException.class) 特别指定。

步骤 6: 异常处理和重试 (重要!)

MongoDB 事务可能会因为写冲突 (write conflicts) 而中止。当两个并发事务尝试修改同一个文档时，就会发生这种情况。MongoDB 会中止其中一个事务，并抛出 MongoTransactionException (通常是其子类，如 MongoWriteConflictException)。

在应用程序中必须捕获这些异常并重试整个事务。

java 复制代码 
// 在调用方或者一个更高层次的Service
@Service
public class TransactionalCallerService {

    @Autowired
    private AccountService accountService;

    private static final int MAX_RETRIES = 3;

    public void performTransferWithRetry(String from, String to, double amount) {
        int retries = 0;
        boolean success = false;
        while (retries < MAX_RETRIES && !success) {
            try {
                accountService.transferMoney(from, to, amount);
                success = true; // 如果没有异常，标记成功
            } catch (MongoTransactionException e) { // 捕获事务相关的异常，特别是写冲突
                retries++;
                System.err.println("Transaction failed due to conflict, retrying (" + retries + "/" + MAX_RETRIES + "): " + e.getMessage());
                if (retries >= MAX_RETRIES) {
                    System.err.println("Max retries reached. Transfer aborted.");
                    throw e; // 或者抛出一个自定义的业务异常
                }
                // 可以考虑在此处添加短暂的延迟
                try {
                    Thread.sleep(100 * retries); // 简单的指数退避
                } catch (InterruptedException ie) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                    throw new RuntimeException("Retry interrupted", ie);
                }
            } catch (RuntimeException e) { // 捕获其他业务逻辑异常
                System.err.println("Transfer failed due to business error: " + e.getMessage());
                throw e; // 这些通常不需要重试
            }
        }
    }
}

总结关键点：

  • MongoDB 环境: 确保是副本集 (4.0+) 或分片集群 (4.2+)。
  • URI 配置 : 在 spring.data.mongodb.uri 中正确设置 replicaSet 参数。
  • MongoTransactionManager: 通常由 Spring Boot 自动配置。
  • @Transactional: 在 Service 方法上使用。
  • 异常处理 : 必须处理 MongoTransactionException 并实现重试逻辑以应对写冲突。
  • 事务范围: 尽量保持事务简短，避免长时间运行的事务。
  • 非事务操作: 某些 MongoDB 操作（如创建集合、创建索引）不在事务内执行或在事务内有特定行为。

通过这些步骤，我们就可以在 Spring Boot 应用程序中有效的使用 MongoDB 的多文档 ACID 事务了。

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