Django事务 - 技术栈

1. 事务基础概念

1.1 什么是事务？

事务是具有以下特性（ACID）的数据库操作单元：

原子性 (Atomicity)：事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么全部发生，要么全部不发生。
一致性 (Consistency)：事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态。例如，转账前后两个账户的总金额应保持不变。
隔离性 (Isolation)：多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务。数据库提供了不同的隔离级别（如读未提交、读已提交、可重复读、串行化）来平衡一致性和性能。
持久性 (Durability)：一旦事务提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的。

1.2 Django 中的事务支持

Django 默认使用自动提交模式，每个查询都会立即提交到数据库。但你可以手动控制事务。

2. 事务管理方式

2.1 使用装饰器管理事务

2.1.1 函数视图

python 复制代码

from django.db import transaction
from django.http import JsonResponse
from .models import Account

@transaction.atomic # 使用装饰器确保此视图中的数据库操作在一个事务中执行
def test_view(request, from_id, to_id, amount):
    try:
        amount = float(amount)
        # 获取账户对象，select_for_update 用于在事务中锁定行，防止并发修改
        from_account = Account.objects.select_for_update().get(pk=from_id)
        to_account = Account.objects.select_for_update().get(pk=to_id)

        # 检查转出账户余额是否充足
        if from_account.balance < amount:
            return JsonResponse({"status": "error", "message": "余额不足"})

        # 执行转账操作
        from_account.balance -= amount
        to_account.balance += amount

        # 保存到数据库
        from_account.save()
        to_account.save()

        return JsonResponse({"status":"success"})
    except Exception as e:
        # 如果发生任何异常，Django 会自动回滚事务
        return JsonResponse({"status": "error"})

2.1.2 类视图

python 复制代码

class TestView(View):

    @method_decorator(transaction.atomic)
    def post(self, request):
        try:
            return JsonResponse({'success': True})
        except Exception as e:
            return JsonResponse({'success': False})

2.2 使用上下文管理器管理事务

python 复制代码

def transfer_funds(sender_id, receiver_id, amount):
    try:
        # 使用上下文管理器明确事务边界
        with transaction.atomic():
            ...
            
    except ValueError as e:
        # 处理业务逻辑错误
        print(f"Transfer failed: {e}")
    except Exception as e:
        # 处理其他异常，事务会自动回滚
        print(f"Unexpected error: {e}")

3、保存点（Savepoints）

对于复杂的事务，可以使用保存点来实现部分回滚：

python 复制代码

from django.db import transaction

def complex_operation():
    with transaction.atomic(): # 开启外部事务
        obj1 = ModelA.objects.create(field='value') # 操作1
        sid = transaction.savepoint() # 设置保存点

        try:
            obj2 = ModelB.objects.create(field=obj1.pk) # 操作2
        except Exception:
            transaction.savepoint_rollback(sid) # 回滚到保存点，操作2被撤销，操作1仍有效
            raise # 继续抛出异常，让外部事务决定是否回滚

        transaction.savepoint_commit(sid) # 提交保存点
# 外部事务结束，所有操作（包括操作1和2）最终提交

4、其他

4.1 隔离级别

Django 本身不直接提供隔离级别的配置，但可以通过数据库后端或原始SQL来设置。

4.1.1 数据库后端配置

python 复制代码

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
        'NAME': 'mydatabase',
        'USER': 'mydatabaseuser',
        'PASSWORD': 'mypassword',
        'HOST': '127.0.0.1',
        'PORT': '5432',
        'OPTIONS': {
            # PostgreSQL 隔离级别设置, 'read uncommitted', 'read committed'(默认), 'repeatable read', 'serializable'
            'isolation_level': 'read committed',
            # MySQL 隔离级别设置，'READ UNCOMMITTED', 'READ COMMITTED', 'REPEATABLE READ'（默认）, 'SERIALIZABLE'
            # 'isolation_level': 'READ-COMMITTED',
        },
    }
}

4.2 在代码中设置隔离级别

python 复制代码

# 使用原始SQL

from django.db import connection, transaction

def set_isolation_level():
    with transaction.atomic():
        # 设置事务隔离级别
        with connection.cursor() as cursor:
            # PostgreSQL
            cursor.execute("SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE")
            
            # MySQL
            # cursor.execute("SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE")
            
            # SQLite (默认就是SERIALIZABLE)
            # cursor.execute("PRAGMA read_uncommitted = 0")
        
        # 执行事务操作
        # ...

# 使用上下文管理器

from contextlib import contextmanager
from django.db import connection

@contextmanager
def serializable_transaction():
    with transaction.atomic():
        with connection.cursor() as cursor:
            cursor.execute("SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE")
        yield

4.2 transaction.non_atomic_requests

在 Django 的设置文件 (settings.py) 中，你可以通过配置 ATOMIC_REQUESTS = True为指定的数据库开启全局事务模式。这意味着：

每个 HTTP 请求都会被自动包裹在一个数据库事务中。
如果视图函数成功返回响应，Django 会自动提交事务。
如果视图函数抛出异常，Django 会自动回滚事务。

而 @transaction.non_atomic_requests装饰器的作用就是让被装饰的视图函数不受上述全局事务规则的限制，恢复为 Django 默认的自动提交模式

4.2.1 基本用法

python 复制代码

from django.db import transaction

@transaction.non_atomic_requests
def my_view(request):
    # 这个视图函数中的数据库操作将在自动提交模式下运行，
    # 不会受到全局事务设置的影响。
    do_stuff()

4.2.2 指定数据库

python 复制代码

from django.db import transaction

@transaction.non_atomic_requests(using='other')
def my_other_view(request):
    # 此视图仅对别名为 'other' 的数据库禁用全局事务。
    do_stuff_on_the_other_database()

5、总结

在Django中使用事务，关键在于识别出哪些数据库操作需要作为一个不可分割的单元。通过 @transaction.atomic装饰器或 with transaction.atomic()上下文管理器，你可以清晰地界定事务的范围。