django-4事务 - 技术栈

Django 事务（Transaction）是保证数据库操作原子性的关键机制，用于确保一组数据库操作要么全部成功提交，要么在发生错误时全部回滚，从而维持数据的一致性。

事务的 ACID 特性

Django 事务遵循数据库事务的四大特性：

原子性（Atomicity）：事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不执行。
一致性（Consistency）：事务执行前后，数据库从一个有效状态转换到另一个有效状态（如约束、关联关系不变）。
隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，彼此不会相互干扰（隔离级别决定干扰程度）。
持久性（Durability）：事务提交后，修改会永久保存到数据库，即使系统崩溃也不会丢失。

事务的使用方式

装饰器 @transaction.atomic（最常用）

将整个函数包装在事务中，函数内所有数据库操作作为一个原子单元。

python 复制代码

from django.db import transaction
from myapp.models import Book, Order

@transaction.atomic
def create_order(book_id, user_id, quantity):
    """创建订单并扣减库存（原子操作）"""
    # 1. 查询书籍（加行锁防止并发问题）
    book = Book.objects.select_for_update().get(id=book_id)
    
    # 2. 检查库存
    if book.stock < quantity:
        raise ValueError("库存不足")  # 触发回滚
    
    # 3. 创建订单
    order = Order.objects.create(
        user_id=user_id,
        book=book,
        quantity=quantity,
        total_price=book.price * quantity
    )
    
    # 4. 扣减库存
    book.stock -= quantity
    book.save()
    
    return order

若函数正常执行，事务自动提交。
若抛出未捕获的异常（如 ValueError），事务自动回滚。

上下文管理器 with transaction.atomic()

在代码块级别使用事务，更灵活地控制事务范围。

适合仅需对部分代码进行事务控制的场景。
代码块执行完毕自动提交，异常时自动回滚。

python 复制代码

def update_inventory(book_id, new_stock):
    try:
        # 事务代码块
        with transaction.atomic():
            book = Book.objects.get(id=book_id)
            book.stock = new_stock
            book.save()
            # 其他操作...
        print("操作成功，已提交")
    except Exception as e:
        print(f"操作失败，已回滚: {e}")

手动控制事务（低级 API）

通过 transaction.begin()、transaction.commit()、transaction.rollback() 手动管理事务（不推荐，容易出错）。

python 复制代码

def manual_transaction():
    # 开始事务
    transaction.set_autocommit(False)  # 关闭自动提交
    try:
        book = Book.objects.get(id=1)
        book.stock -= 1
        book.save()
        # 手动提交
        transaction.commit()
    except:
        # 出错时回滚
        transaction.rollback()
    finally:
        # 恢复自动提交模式
        transaction.set_autocommit(True)

事务隔离级别

数据库事务的隔离级别决定了并发事务之间的可见性，Django 支持通过设置隔离级别控制这一行为。

可选隔离级别（因数据库而异）

READ UNCOMMITTED：最低隔离级别，允许读取未提交的数据（脏读）。
READ COMMITTED：默认级别（多数数据库），只能读取已提交的数据（避免脏读）。
REPEATABLE READ：确保同一事务中多次读取的数据一致（避免不可重复读）。
SERIALIZABLE：最高隔离级别，事务串行执行（避免幻读，性能最低）。

在 Django 中设置隔离级别

全局设置 settings.py）

python 复制代码

DATABASES = {
   'default': {
       'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
       'NAME': 'mydb',
       'OPTIONS': {
           'isolation_level': 'read committed',  # 或其他级别
       },
   }
}

局部设置（针对特定事务）：

python 复制代码

from django.db import transaction

@transaction.atomic(isolation_level='serializable')
def critical_operation():
    # 高隔离级别的关键操作
    pass

事务保存点（Savepoint）

在复杂事务中，可设置保存点，允许回滚到事务中的特定位置，而不是整个事务。

transaction.savepoint()：创建保存点，返回标识。
transaction.savepoint_rollback(savepoint)：回滚到指定保存点。
transaction.savepoint_commit(savepoint)：提交保存点（使其成为事务的一部分）。

python 复制代码

@transaction.atomic
def complex_operation():
    # 操作1：创建用户
    user = User.objects.create(username="test")
    
    # 设置保存点
    savepoint = transaction.savepoint()
    
    try:
        # 操作2：创建订单（可能失败）
        order = Order.objects.create(user=user, total=100)
    except Exception as e:
        # 回滚到保存点（仅撤销操作2，保留操作1）
        transaction.savepoint_rollback(savepoint)
        print(f"订单创建失败，已回滚到保存点: {e}")
    else:
        # 提交保存点（操作2生效）
        transaction.savepoint_commit(savepoint)
    
    # 操作3：无论操作2是否成功，都会执行
    user.is_active = True
    user.save()

并发控制与锁

事务中常需处理并发问题，Django 提供了两种锁机制：

行级锁 select_for_update()

查询时对记录加行锁，阻止其他事务修改该记录，直到当前事务完成。

适用于并发修改同一记录的场景（如秒杀、库存扣减）。
仅在事务中有效（需配合 atomic）。

python 复制代码

@transaction.atomic
def decrease_stock(book_id, quantity):
    # 加行锁查询（其他事务需等待锁释放）
    book = Book.objects.select_for_update().get(id=book_id)
    if book.stock >= quantity:
        book.stock -= quantity
        book.save()
    else:
        raise ValueError("库存不足")

表级锁（不推荐）

通过 select_for_update(of=...) 或原生 SQL 实现，会锁定整张表，性能较差，谨慎使用。

注意事项

事务范围不宜过大

避免在事务中包含耗时操作（如网络请求、大量计算），否则会长期占用数据库连接，降低并发性能。

python 复制代码

@transaction.atomic
def bad_example():
    book = Book.objects.get(id=1)
    send_email()  # 耗时的网络操作，不应放在事务中
    book.stock -= 1
    book.save()

异常处理

事务仅对数据库操作生效，非数据库操作（如文件写入）不会随事务回滚，需手动处理。

python 复制代码

@transaction.atomic
def handle_file_and_db():
    file_path = "data.txt"
    try:
        # 数据库操作
        book = Book.objects.get(id=1)
        book.stock += 1
        book.save()
        
        # 文件操作
        with open(file_path, "w") as f:
            f.write("data")
    except:
        # 手动删除已创建的文件
        if os.path.exists(file_path):
            os.remove(file_path)
        raise  # 触发数据库回滚

自动提交模式

Django 默认开启自动提交（autocommit=True），即每个数据库操作单独成事务。使用 atomic 时会临时关闭自动提交，结束后恢复。