深入解析Spring Boot中的`@Transactional`注解

一、`@Transactional`注解概述

1.1 什么是`@Transactional`

@Transactional是Spring框架中用于声明式事务管理的注解。通过在方法或类上添加@Transactional注解，Spring会自动将该方法或类中的数据库操作纳入到事务管理中，从而保证这些操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（即ACID属性）。

1.2 `@Transactional`的作用

@Transactional的主要作用是管理数据库事务，它可以确保：

原子性：方法中的多个数据库操作要么全部成功，要么全部失败。
一致性：事务执行前后，数据库保持一致性。
隔离性：事务之间相互隔离，防止并发问题。
持久性：事务一旦提交，结果将永久保存到数据库中。

二、`@Transactional`的工作原理

2.1 基于AOP的事务管理

Spring的事务管理是基于AOP（面向切面编程）实现的。当一个方法被@Transactional注解标记时，Spring会为该方法生成一个代理对象，代理对象会在方法执行前开启事务，在方法执行完成后提交事务，如果方法抛出异常，则回滚事务。

2.2 事务传播机制

@Transactional注解中的propagation属性决定了当前事务的传播行为。Spring支持以下几种传播行为：

REQUIRED（默认值）：如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则新建一个事务。
REQUIRES_NEW：每次都会新建一个事务，如果当前存在事务，则挂起当前事务。
SUPPORTS：支持当前事务，如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则以非事务方式执行。
NOT_SUPPORTED：以非事务方式执行，如果当前存在事务，则挂起当前事务。
MANDATORY：必须在一个已有事务中执行，如果当前没有事务，则抛出异常。
NEVER：以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
NESTED：如果当前存在事务，则在嵌套事务中执行；如果当前没有事务，则新建一个事务。

2.3 事务隔离级别

@Transactional注解中的isolation属性决定了事务的隔离级别。Spring支持以下几种隔离级别：

DEFAULT：使用底层数据库的默认隔离级别。
READ_UNCOMMITTED：最低的隔离级别，可能导致脏读、不可重复读和幻读。
READ_COMMITTED：可以防止脏读，但仍可能出现不可重复读和幻读。
REPEATABLE_READ：可以防止脏读和不可重复读，但仍可能出现幻读。
SERIALIZABLE：最高的隔离级别，确保事务的完整性，但性能较低。

2.4 事务超时与只读设置

timeout属性：指定事务的超时时间，单位为秒。如果事务在指定时间内没有完成，则会回滚。
readOnly属性：设置事务为只读，优化数据库操作，特别是在查询操作时。

2.5 事务回滚策略

rollbackFor属性：指定哪些异常会导致事务回滚。默认情况下，Spring会在遇到RuntimeException和Error时回滚事务。
noRollbackFor属性：指定哪些异常不会导致事务回滚。

三、`@Transactional`注解的实际应用

3.1 方法级别的事务管理

通常情况下，我们会在服务层（Service Layer）的方法上使用@Transactional注解，以确保这些方法中的数据库操作能够被事务管理。

@Service
public class UserService {@Autowiredprivate UserRepository userRepository;@Transactionalpublic void createUser(User user) {userRepository.save(user);// 其他业务逻辑}
}

在上述例子中，createUser方法被@Transactional注解标记，这意味着在该方法执行期间，如果出现异常，所有数据库操作都会被回滚。

3.2 类级别的事务管理

@Transactional注解也可以放在类级别，这样类中所有的public方法都会被事务管理。

@Service
@Transactional
public class UserService {@Autowiredprivate UserRepository userRepository;public void createUser(User user) {userRepository.save(user);// 其他业务逻辑}public void deleteUser(Long id) {userRepository.deleteById(id);// 其他业务逻辑}
}

在此例子中，UserService类中所有的public方法都会被事务管理。

3.3 多事务管理器

在复杂的应用中，可能会有多个数据源，此时我们需要配置多个事务管理器，并在@Transactional注解中指定使用哪个事务管理器。

@Configuration
@EnableTransactionManagement
public class DataSourceConfig {@Bean(name = "firstTransactionManager")public PlatformTransactionManager firstTransactionManager(EntityManagerFactoryBuilder builder) {return new JpaTransactionManager(firstEntityManagerFactory(builder).getObject());}@Bean(name = "secondTransactionManager")public PlatformTransactionManager secondTransactionManager(EntityManagerFactoryBuilder builder) {return new JpaTransactionManager(secondEntityManagerFactory(builder).getObject());}
}

在Service层中，可以通过@Transactional注解的transactionManager属性指定使用哪个事务管理器：

@Service
public class OrderService {@Autowiredprivate OrderRepository orderRepository;@Transactional(transactionManager = "firstTransactionManager")public void processOrder(Order order) {orderRepository.save(order);// 其他业务逻辑}
}

3.4 嵌套事务

在某些情况下，我们可能需要在一个事务中嵌套另一个事务。Spring提供了NESTED事务传播行为，支持这种需求。

@Service
public class OrderService {@Autowiredprivate PaymentService paymentService;@Transactionalpublic void processOrder(Order order) {paymentService.processPayment(order);// 其他业务逻辑}
}@Service
public class PaymentService {@Transactional(propagation = Propagation.NESTED)public void processPayment(Order order) {// 支付逻辑}
}

在上述例子中，PaymentService中的processPayment方法被NESTED传播行为标记，这意味着即使processOrder方法回滚，processPayment方法的操作也可以单独回滚或提交。

四、`@Transactional`注解的常见问题与解决方案

4.1 `@Transactional`注解不生效

原因分析

方法可见性问题：@Transactional注解只会在public方法上生效，如果方法是private、protected或者package-private，则事务不会被代理。
自调用问题：当同一个类中的方法相互调用时，如果调用者和被调用者都使用了@Transactional，Spring不会代理这种情况，导致事务不生效。
配置问题：检查@EnableTransactionManagement注解是否正确配置，确保事务管理器被正确加载。