Java中怎么写事务？代码示例和详细步骤解析

Java中事务的基本概念与重要性

在数据库操作中，事务（Transaction）是一系列操作的集合，这些操作要么全部成功执行，要么全部回滚，确保数据的一致性和完整性，Java中管理事务的方式多种多样，从JDBC原生事务到Spring框架的声明式事务，每种方式都有其适用场景和优势，理解事务的ACID特性（原子性、一致性、隔离性、持久性）是正确使用事务的前提，也是保证系统稳定运行的关键。

JDBC原生事务管理

JDBC（Java Database Connectivity）提供了最基础的事务管理方式，通过Connection对象可以手动控制事务的提交与回滚，以下是JDBC事务的基本实现步骤：

1. 关闭自动提交模式：默认情况下，JDBC的Connection处于自动提交状态，每个SQL语句都会作为一个独立事务执行，需要通过connection.setAutoCommit(false)关闭自动提交，开启手动事务管理。
2. 执行SQL操作：在事务中执行增删改查操作，所有操作将暂时保存在内存中，不会立即写入数据库。
3. 提交事务：如果所有操作成功，调用connection.commit()提交事务，将修改永久保存到数据库。
4. 回滚事务：若发生异常，调用connection.rollback()撤销所有未提交的操作，确保数据一致性。

以下为代码示例：

Connection connection = null;
try {
    connection = dataSource.getConnection();
    connection.setAutoCommit(false); // 开启事务
    // 执行SQL操作
    PreparedStatement stmt1 = connection.prepareStatement("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1");
    stmt1.executeUpdate();
    PreparedStatement stmt2 = connection.prepareStatement("UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE id = 2");
    stmt2.executeUpdate();
    connection.commit(); // 提交事务
} catch (SQLException e) {
    if (connection != null) {
        try {
            connection.rollback(); // 回滚事务
        } catch (SQLException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (connection != null) {
        try {
            connection.setAutoCommit(true); // 恢复自动提交模式
            connection.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

JDBC事务的优点是无需额外依赖，适合简单的单体应用；缺点是代码侵入性强，需要手动管理事务生命周期，且难以处理复杂的事务场景。

Spring框架中的编程式事务管理

Spring框架提供了更灵活的事务管理方式，其中编程式事务（Programmatic Transaction）通过TransactionTemplate或PlatformTransactionManager实现，允许开发者通过编码方式控制事务。

使用TransactionTemplate

TransactionTemplate是Spring提供的事务管理模板类，通过回调机制简化事务操作：

@Autowired
private TransactionTemplate transactionTemplate;
public void performTransaction() {
    transactionTemplate.execute(status -> {
        try {
            // 执行SQL操作
            jdbcTemplate.update("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1");
            jdbcTemplate.update("UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE id = 2");
            return null;
        } catch (Exception e) {
            status.setRollbackOnly(); // 设置回滚
            throw e;
        }
    });
}

使用PlatformTransactionManager

通过PlatformTransactionManager手动管理事务，适合需要精细化控制的场景：

@Autowired
private PlatformTransactionManager transactionManager;
public void performTransaction() {
    TransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
    TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(def);
    try {
        jdbcTemplate.update("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1");
        jdbcTemplate.update("UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE id = 2");
        transactionManager.commit(status);
    } catch (Exception e) {
        transactionManager.rollback(status);
        throw e;
    }
}

编程式事务灵活性高，但需要在业务代码中嵌入事务管理逻辑，导致代码耦合度较高。

Spring框架中的声明式事务管理

声明式事务（Declarative Transaction）是Spring事务管理的主流方式，通过AOP（面向切面编程）实现，将事务逻辑与业务代码解耦，开发者只需通过注解或XML配置即可管理事务，无需编写显式的事务管理代码。

基于注解的事务管理

使用@Transactional注解是最常见的方式，只需在方法或类上添加注解即可：

@Service
public class AccountService {
    @Autowired
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;
    @Transactional
    public void transferMoney() {
        jdbcTemplate.update("UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1");
        jdbcTemplate.update("UPDATE account SET balance = balance + 100 WHERE id = 2");
    }
}

@Transactional注解的常用属性包括：

• propagation：事务传播行为，如REQUIRED（默认，支持当前事务，若无则新建）、REQUIRES_NEW（新建事务，挂起当前事务）等。
• isolation：事务隔离级别，如DEFAULT（默认）、READ_COMMITTED（读已提交）、SERIALIZABLE（可串行化）等。
• timeout：事务超时时间（秒），超时后自动回滚。
• rollbackFor：指定异常类型触发回滚，如rollbackFor = Exception.class。

基于XML的事务管理

若无法使用注解，可通过XML配置声明式事务：

<tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager">
    <tx:attributes>
        <tx:method name="transferMoney" propagation="REQUIRED" rollback-for="Exception"/>
    </tx:attributes>
</tx:advice>
<aop:config>
    <aop:pointcut id="serviceMethods" expression="execution(* com.example.service.*.*(..))"/>
    <aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="serviceMethods"/>
</aop:config>

声明式事务的优势是代码侵入性低，易于维护；缺点是对事务粒度的控制不如编程式灵活。

事务传播行为与隔离级别

事务传播行为（Propagation）定义了多个事务方法调用时的事务边界，常见传播行为包括：

• REQUIRED：如果当前存在事务，则加入该事务；否则新建一个事务。
• REQUIRES_NEW：新建一个事务，挂起当前事务，新事务执行完成后恢复原事务。
• SUPPORTS：如果当前存在事务，则加入该事务；否则以非事务方式执行。
• MANDATORY：必须在一个已有的事务中执行，否则抛出异常。
• NOT_SUPPORTED：以非事务方式执行，如果当前存在事务，则挂起该事务。
• 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；否则新建一个事务。

事务隔离级别（Isolation）用于解决并发问题，主要包括：

• DEFAULT：使用数据库默认隔离级别。
• READ_UNCOMMITTED：读取未提交数据，可能出现脏读、不可重复读、幻读。
• READ_COMMITTED：读取已提交数据，避免脏读，但可能出现不可重复读、幻读。
• REPEATABLE_READ：可重复读，避免脏读和不可重复读，但可能出现幻读。
• SERIALIZABLE：串行化执行，避免所有并发问题，但性能较低。

事务管理的最佳实践

1. 合理设置事务粒度：避免将过多业务逻辑放在一个事务中，减少锁持有时间，提高并发性能。
2. 异常处理与回滚：确保事务方法抛出受检异常或运行时异常时能正确触发回滚，避免因吞异常导致事务未回滚。
3. 避免长事务：长事务会占用数据库连接，增加锁竞争，应尽量缩短事务执行时间。
4. 选择合适的事务传播行为：根据业务需求选择传播行为，避免不必要的嵌套事务。
5. 结合日志与监控：通过日志记录事务状态，结合监控工具及时发现事务超时或失败问题。

Java中的事务管理从JDBC原生方式到Spring框架的声明式事务，提供了多样化的解决方案，开发者应根据项目复杂度和需求选择合适的事务管理方式，合理配置事务传播行为和隔离级别，确保数据一致性的同时兼顾系统性能，通过遵循最佳实践，可以有效避免常见的事务问题,构建稳定可靠的Java应用。