事务与 ACID 及失效场景

程序员阿鹏2025-12-26 14:42

一、先明确：为什么考察事务与 ACID 及失效场景？

  1. 你是否能理解事务的核心价值（保证数据一致性），以及 ACID 四个特性的含义与关联？
  2. 能否区分声明式事务与编程式事务的适用场景，掌握 Spring 事务的基础使用？
  3. 能否识别并规避常见的事务失效场景（如异常捕获、非 public 方法、内部调用等），体现实战能力？
  4. 能否结合业务场景（如转账、下单）解释事务的作用，而非死记硬背概念？

二、先铺垫：事务的通俗认知

事务就像「银行转账操作」：从 A 账户转 1000 元到 B 账户，包含两个步骤 ------A 账户扣 1000 元、B 账户加 1000 元。

  • 正常情况：两个步骤都执行成功，转账完成；
  • 异常情况（如网络中断、系统故障）：若 A 账户已扣款，但 B 账户未到账，会导致数据不一致（A 损失 1000 元，B 未收到）。事务的作用就是：保证这两个步骤 "要么都成功，要么都失败"，避免数据不一致的问题。

简单说：事务是「一组不可分割的数据库操作集合」，最终要么全部执行成功（提交），要么全部执行失败（回滚），核心目的是「保证数据的一致性」。

三、核心概念 1：事务的定义与分类

1. 事务的官方定义

事务（Transaction）是数据库操作的基本逻辑单位，包含一组 SQL 语句（增删改查），具备 ACID 特性，通过提交（Commit）或回滚（Rollback）保证数据的完整性和一致性。

2. 事务的两种常见分类（Spring 中高频使用）
事务类型 核心实现方式 优点 缺点 适用场景
声明式事务 基于注解（@Transactional）或 XML 配置，由 Spring 自动管理事务的开启、提交、回滚 代码简洁，无需手动编写事务逻辑，降低耦合 灵活性不足，无法精细控制事务边界 大部分常规业务场景（如简单 CRUD、下单流程）
编程式事务 基于TransactionTemplate或PlatformTransactionManager，手动编写事务开启、提交、回滚逻辑 灵活性高，可精细控制事务的开启和结束 代码冗余，侵入性强，需要手动处理异常 复杂业务场景（如多条件判断是否提交事务、批量处理分批次提交）

示例：Spring 声明式事务的基础使用

复制代码 
@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    private AccountMapper accountMapper;

    // 声明式事务：标注@Transactional即可
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void transfer(String fromAccount, String toAccount, BigDecimal amount) {
        // 步骤1：A账户扣款
        accountMapper.deductBalance(fromAccount, amount);
        // 步骤2：B账户加款
        accountMapper.increaseBalance(toAccount, amount);
        // 若中间出现异常（如空指针、SQL异常），事务自动回滚，两步操作都失效
    }
}

四、核心概念 2：ACID 四大特性（事务的核心保障）

ACID 是事务的四个基本特性，缺一不可，是事务能够保证数据一致性的基础，我们结合 "银行转账" 场景逐个拆解：

ACID 特性 通俗解释（转账场景） 核心作用 失败场景（无该特性的后果）
原子性（Atomicity） 转账的 "扣款 + 加款" 两步操作是一个不可分割的整体，要么全部执行，要么全部不执行 保证事务操作的 "不可分割性"，避免部分执行导致数据不一致 A 账户扣款成功，B 账户加款失败，导致数据不一致
一致性（Consistency） 转账前后，A 和 B 账户的总余额保持不变（如转账前总余额 5000 元，转账后仍为 5000 元） 保证数据从一个合法状态转换为另一个合法状态，符合业务规则 转账后总余额增加或减少，违反 "资金守恒" 的业务规则
隔离性（Isolation） 多个用户同时转账（如 C 转 D、A 转 B），各自的事务互不干扰，看不到对方事务未提交的中间状态 避免多事务并发执行时的数据干扰（如脏读、不可重复读） A 转 B 的事务未提交时，C 查询到 A 账户已扣款但 B 未到账的中间状态，导致查询结果错误
持久性（Durability） 转账事务提交后，A 账户扣款、B 账户加款的结果永久保存到数据库，即使系统崩溃也不会丢失 保证事务提交后的结果不丢失，具备持久性 事务提交后，系统突然崩溃，重启后转账记录消失，数据回滚到转账前状态
补充：ACID 特性的关联
  • 原子性是基础：保证事务操作不可分割，是一致性的前提；
  • 一致性是核心：事务的最终目的是保证数据一致；
  • 隔离性是保障：多事务并发时，通过隔离性避免干扰，间接保证一致性；
  • 持久性是结果：事务提交后，结果永久生效，是数据一致性的最终保障。

五、核心重点：事务失效的常见场景

事务失效意味着无法保证数据一致性，可能引发严重的业务问题（如资金丢失、订单状态异常）。以下是 8 种高频失效场景：

场景 1：事务方法不是public修饰（最隐蔽的失效场景）

失效原因

Spring 声明式事务基于 AOP 动态代理实现，而 AOP 默认只对public方法进行代理增强。若事务方法被private、protected或默认（default）修饰，Spring 无法识别该方法的事务注解，事务不生效。

反例（失效）
复制代码 
@Service
public class OrderService {
    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    // 错误：private修饰，事务失效
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    private void createOrder(Order order) {
        orderMapper.insert(order);
        // 模拟异常
        int a = 1 / 0;
    }
}
正例（生效）
复制代码 
@Service
public class OrderService {
    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    // 正确：public修饰，事务生效
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void createOrder(Order order) {
        orderMapper.insert(order);
        int a = 1 / 0; // 异常触发事务回滚，订单插入操作失效
    }
}

场景 2：异常被手动捕获，未抛出（最常见的失效场景）

失效原因

Spring 事务默认只有在捕获到「未处理的异常」时，才会触发回滚。若在事务方法内部手动捕获了异常（如try-catch），且未将异常抛出，Spring 无法感知异常发生，会认为事务执行成功，直接提交事务。

反例（失效）
复制代码 
@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    private AccountMapper accountMapper;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void transfer(String from, String to, BigDecimal amount) {
        try {
            accountMapper.deductBalance(from, amount);
            int a = 1 / 0; // 模拟异常
            accountMapper.increaseBalance(to, amount);
        } catch (Exception e) {
            // 错误：捕获异常但未抛出，Spring无法感知，事务提交
            System.out.println("转账异常：" + e.getMessage());
        }
    }
}
正例（生效）
复制代码 
@Service
public class TransferService {
    @Autowired
    private AccountMapper accountMapper;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void transfer(String from, String to, BigDecimal amount) {
        try {
            accountMapper.deductBalance(from, amount);
            int a = 1 / 0;
            accountMapper.increaseBalance(to, amount);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("转账异常：" + e.getMessage());
            throw e; // 正确：捕获后抛出异常，触发事务回滚
        }
    }
}

场景 3：未指定rollbackFor，仅抛出受检异常（Exception子类非 RuntimeException）

失效原因

Spring 声明式事务默认只对「非受检异常」（RuntimeException和Error）触发回滚，对「受检异常」（如IOException、SQLException）默认不回滚。若事务方法抛出受检异常，且未通过rollbackFor指定异常类型，事务会提交，导致失效。

反例（失效）
复制代码 
@Service
public class FileService {
    @Autowired
    private FileRecordMapper fileRecordMapper;

    // 错误：未指定rollbackFor，抛出IOException（受检异常），事务不回滚
    @Transactional
    public void saveFile(String filePath) throws IOException {
        fileRecordMapper.insert(new FileRecord(filePath));
        // 模拟受检异常
        throw new IOException("文件读取失败");
    }
}
正例（生效）
复制代码 
@Service
public class FileService {
    @Autowired
    private FileRecordMapper fileRecordMapper;

    // 正确：指定rollbackFor = Exception.class，所有异常都触发回滚
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void saveFile(String filePath) throws IOException {
        fileRecordMapper.insert(new FileRecord(filePath));
        throw new IOException("文件读取失败"); // 触发事务回滚，文件记录插入失效
    }
}

场景 4：事务方法内部自我调用（非代理对象调用）

失效原因

Spring 事务基于动态代理实现，只有通过「代理对象」调用事务方法，事务才会生效。若在同一个类中，普通方法调用事务方法（内部调用），本质是「原始对象」调用，而非代理对象，Spring 无法增强事务，导致失效。

反例（失效）
复制代码 
@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    // 普通方法
    public void updateUserInfo(Long id, String name) {
        // 错误：内部调用事务方法，本质是原始对象调用，事务失效
        this.updateUserName(id, name);
    }

    // 事务方法
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void updateUserName(Long id, String name) {
        userMapper.updateNameById(id, name);
        int a = 1 / 0; // 异常不会触发回滚
    }
}
正例（生效，3 种解决方案）
复制代码 
@Service
public class UserService {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    // 方案1：自注入代理对象
    @Autowired
    private UserService userService;

    public void updateUserInfo(Long id, String name) {
        // 正确：通过代理对象调用事务方法
        userService.updateUserName(id, name);
    }

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void updateUserName(Long id, String name) {
        userMapper.updateNameById(id, name);
        int a = 1 / 0; // 触发事务回滚
    }
}

// 方案2：通过ApplicationContext获取代理对象
// 方案3：将两个方法拆分到不同的类中

场景 5：数据源未配置事务管理器

失效原因

Spring 事务需要依赖PlatformTransactionManager（事务管理器）才能生效，若只添加了@Transactional注解，但未配置对应的事务管理器（如DataSourceTransactionManager），Spring 无法管理事务，导致失效。

反例（失效）
复制代码 
// 仅配置数据源，未配置事务管理器，事务失效
@Configuration
public class DataSourceConfig {
    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        DruidDataSource dataSource = new DruidDataSource();
        // 配置数据源参数...
        return dataSource;
    }
}
正例（生效）
复制代码 
@Configuration
public class DataSourceConfig {
    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        DruidDataSource dataSource = new DruidDataSource();
        // 配置数据源参数...
        return dataSource;
    }

    // 正确：配置事务管理器
    @Bean
    public DataSourceTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
        return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
    }
}

场景 6：事务传播属性配置错误（如PROPAGATION_SUPPORTS/PROPAGATION_NOT_SUPPORTED）

失效原因

Spring 事务传播属性定义了 "事务方法被另一个事务方法调用时，事务的传播行为"。若配置了非事务传播属性（如PROPAGATION_SUPPORTS（无事务则不开启）、PROPAGATION_NOT_SUPPORTED（以非事务方式运行）），在无外层事务的情况下，当前方法不会开启事务，导致失效。

反例（失效）
复制代码 
@Service
public class OrderService {
    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    // 错误：传播属性为PROPAGATION_NOT_SUPPORTED，以非事务方式运行，事务失效
    @Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED, rollbackFor = Exception.class)
    public void createOrder(Order order) {
        orderMapper.insert(order);
        int a = 1 / 0; // 异常不会触发回滚
    }
}
正例（生效）
复制代码 
@Service
public class OrderService {
    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    // 正确：默认传播属性PROPAGATION_REQUIRED（需要事务，无则创建），事务生效
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED, rollbackFor = Exception.class)
    public void createOrder(Order order) {
        orderMapper.insert(order);
        int a = 1 / 0; // 触发事务回滚
    }
}

场景 7：数据库表不支持事务（如 MyISAM 引擎）

失效原因

事务的实现依赖数据库的支持，MySQL 中InnoDB引擎支持事务，而MyISAM引擎不支持事务（仅支持增删改查，无事务、回滚、锁机制）。若数据库表使用MyISAM引擎，即使配置了 Spring 事务，也无法生效。

反例（失效）
复制代码 
-- 错误：MyISAM引擎，不支持事务
CREATE TABLE `t_order` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `order_no` varchar(32) NOT NULL,
  `amount` decimal(10,2) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
正例（生效）
复制代码 
-- 正确：InnoDB引擎，支持事务
CREATE TABLE `t_order` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `order_no` varchar(32) NOT NULL,
  `amount` decimal(10,2) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

场景 8：多线程调用（事务方法开启新线程执行数据库操作）

失效原因

Spring 事务是基于「线程绑定」的，每个事务对应一个线程，线程之间的事务相互独立。若在事务方法中开启新线程，新线程中的数据库操作不会纳入当前事务管理，即使新线程抛出异常，也无法触发当前事务回滚，导致数据不一致。

反例（失效）
复制代码 
@Service
public class BatchService {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void batchInsertUser(List<User> userList) {
        // 主线程：插入第一个用户
        userMapper.insert(userList.get(0));

        // 新线程：插入第二个用户
        new Thread(() -> {
            userMapper.insert(userList.get(1));
            int a = 1 / 0; // 新线程异常，无法触发主线程事务回滚
        }).start();
    }
}
正例（生效：避免多线程在事务内操作，或使用分布式事务）
复制代码 
@Service
public class BatchService {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void batchInsertUser(List<User> userList) {
        // 正确：同一线程内执行所有数据库操作
        userMapper.insert(userList.get(0));
        userMapper.insert(userList.get(1));
        int a = 1 / 0; // 触发事务回滚，两个用户插入都失效
    }
}

六、事务失效的通用排查步骤

当遇到事务失效时，可按以下步骤逐一排查：

  1. 检查事务方法是否为public修饰；
  2. 检查是否手动捕获异常且未抛出；
  3. 检查@Transactional是否指定rollbackFor（尤其是抛出受检异常时）；
  4. 检查是否存在内部方法自我调用（非代理对象调用）；
  5. 检查是否配置了对应的事务管理器；
  6. 检查事务传播属性是否配置正确；
  7. 检查数据库表引擎是否为InnoDB；
  8. 检查是否存在多线程调用场景。

加分项

  1. 结合项目举例 ："我在实训项目的订单模块中，最初因内部调用事务方法导致事务失效，后来通过自注入代理对象解决；还因未指定rollbackFor，抛出IOException时事务不回滚，添加rollbackFor = Exception.class后生效"；
  2. 区分事务传播属性 ："我知道 Spring 事务默认传播属性是PROPAGATION_REQUIRED（无事务则创建，有事务则加入），PROPAGATION_REQUIRES_NEW是新建事务，与外层事务独立，适合需要独立事务的场景（如日志记录）"；
  3. 掌握编程式事务 ："对于复杂业务场景（如分批次提交数据），我会使用TransactionTemplate实现编程式事务，灵活控制事务提交时机"；
  4. 关注分布式事务："我了解分布式场景下（多数据库 / 多服务），本地事务无法保证一致性，需要使用 Seata、TX-LCN 等分布式事务框架"。

踩坑点

  1. 误以为@Transactional注解一定生效：忽略方法修饰符、异常捕获、内部调用等场景，导致事务失效后无法排查；
  2. 未指定rollbackFor：默认仅回滚运行时异常，抛出受检异常时事务提交，导致数据不一致；
  3. 混淆数据库引擎 ：使用MyISAM引擎却配置 Spring 事务，不知道表引擎不支持事务；
  4. 多线程内操作数据库：在事务方法中开启新线程执行数据库操作，不知道线程独立导致事务无法统一管理；
  5. 忽略事务管理器配置 ：仅添加@Transactional注解，未配置DataSourceTransactionManager，导致事务失效。

举一反三

  1. "Spring 事务的传播属性有哪些？默认传播属性是什么？" （答案：① 常用传播属性：PROPAGATION_REQUIRED（默认）、PROPAGATION_REQUIRES_NEW、PROPAGATION_SUPPORTS、PROPAGATION_NOT_SUPPORTED、PROPAGATION_NEVER等；② 默认是PROPAGATION_REQUIRED：表示当前方法需要事务，若存在外层事务则加入外层事务，若不存在则新建事务）；
  2. "声明式事务和编程式事务的区别是什么？各自的适用场景？"（答案：① 声明式事务：基于注解 / XML，简洁低侵入，适合常规业务；② 编程式事务：基于 API 手动控制，灵活高侵入，适合复杂业务（如分批次提交））；
  3. "数据库的事务隔离级别有哪些？Spring 默认的隔离级别是什么？"（答案：① 数据库隔离级别：读未提交（Read Uncommitted）、读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）、串行化（Serializable）；② MySQL 默认隔离级别是可重复读，Spring 默认隔离级别是数据库默认隔离级别（即 MySQL 的可重复读））；
  4. "什么是脏读、不可重复读、幻读？分别对应哪个隔离级别可以解决？"（答案：① 脏读：读取到其他事务未提交的脏数据，读已提交及以上隔离级别可解决；② 不可重复读：同一事务内多次读取同一数据，结果不一致（被其他事务修改提交），可重复读及以上隔离级别可解决；③ 幻读：同一事务内多次查询同一条件的记录，条数不一致（被其他事务插入 / 删除提交），串行化隔离级别可解决）；
  5. "如果项目是分布式架构（多服务多数据库），本地事务无法满足需求，你会怎么解决？"（答案：使用分布式事务框架，如 Seata（支持 AT、TCC、SAGA 模式）、TX-LCN，或基于消息队列实现最终一致性（如 RocketMQ 的事务消息））。
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