1.3 事务 - 代码实现说明文档

本文档说明事务示例代码的结构、作用、使用方法和测试结果

一、代码结构

1.1 项目结构

linsir-abc-mysql/src/main/java/com/linsir/abc/mysql/chapter01/transaction/
├── controller/                          # 控制器层
│   ├── BankTransferController.java      # 银行转账接口
│   ├── DeadlockDemoController.java      # 死锁演示接口
│   ├── IsolationDemoController.java     # 隔离级别演示接口
│   └── PointExchangeController.java     # 积分兑换接口
├── dto/                                 # 数据传输对象
│   ├── BatchTransferRequest.java        # 批量转账请求
│   ├── ExchangeRequest.java             # 兑换请求
│   ├── TransactionRequest.java          # 事务请求基类
│   └── TransactionResult.java           # 事务结果
├── entity/                              # 实体类
│   ├── BankAccount.java                 # 银行账户
│   ├── BankTransactionLog.java          # 银行交易日志
│   ├── ExchangeProduct.java             # 兑换商品
│   ├── PointAccount.java                # 积分账户
│   ├── PointExchangeRecord.java         # 积分兑换记录
│   ├── PointTransactionLog.java         # 积分交易日志
│   ├── ProductInventory.java            # 商品库存
│   └── TransferRecord.java              # 转账记录
├── mapper/                              # MyBatis映射器
│   ├── BankAccountMapper.java           # 银行账户Mapper
│   ├── BankTransactionLogMapper.java    # 交易日志Mapper
│   ├── ExchangeProductMapper.java       # 商品Mapper
│   ├── PointAccountMapper.java          # 积分账户Mapper
│   ├── PointExchangeRecordMapper.java   # 兑换记录Mapper
│   ├── PointTransactionLogMapper.java   # 积分日志Mapper
│   ├── ProductInventoryMapper.java      # 库存Mapper
│   └── TransferRecordMapper.java        # 转账记录Mapper
└── service/                             # 服务层
    ├── BankTransferService.java         # 银行转账服务接口
    ├── BankTransferServiceImpl.java     # 银行转账服务实现
    ├── PointExchangeService.java        # 积分兑换服务接口
    └── PointExchangeServiceImpl.java    # 积分兑换服务实现

linsir-abc-mysql/src/test/java/com/linsir/abc/mysql/chapter01/transaction/
├── concurrent/                          # 并发测试
│   ├── ConcurrentTransferTest.java      # 并发转账测试
│   └── IsolationLevelTest.java          # 隔离级别测试
├── integration/                         # 集成测试
│   └── TransactionIntegrationTest.java  # 事务集成测试
└── service/                             # 服务层测试
    ├── BankTransferServiceTest.java     # 银行转账服务测试
    └── PointExchangeServiceTest.java    # 积分兑换服务测试

1.2 核心类说明

类名	类型	作用
`BankTransferServiceImpl`	Service	实现银行转账业务，支持事务隔离级别控制
`PointExchangeServiceImpl`	Service	实现积分兑换业务，支持乐观锁并发控制
`PointAccountMapper`	Mapper	积分账户数据访问，包含冻结/解冻/扣减积分操作
`ProductInventoryMapper`	Mapper	库存数据访问，包含锁定/解锁/扣减库存操作
`IsolationDemoController`	Controller	提供隔离级别演示接口
`DeadlockDemoController`	Controller	提供死锁演示接口

二、代码作用

2.1 银行转账系统

业务场景：模拟银行间的转账操作，演示事务隔离级别对并发问题的影响。

核心功能：

单笔转账（支持不同隔离级别）
批量转账
转账记录查询
隔离级别演示（脏读、不可重复读、幻读）

涉及知识点：

事务ACID特性
四种隔离级别
并发问题（脏读、不可重复读、幻读）

2.2 积分兑换系统

业务场景：用户使用积分兑换商品，演示乐观锁实现并发控制。

核心功能：

积分兑换商品
取消兑换（回滚积分和库存）
积分账户查询
兑换记录查询

涉及知识点：

乐观锁（版本号机制）
事务日志（Redo/Undo）
两阶段提交思想
库存锁定与扣减

2.3 死锁演示系统

业务场景：演示死锁的产生条件和解决方案。

核心功能：

模拟死锁场景
安全转账（避免死锁）
死锁检测与超时处理

涉及知识点：

死锁产生的四个条件
死锁预防策略
锁顺序控制

三、场景详细设计

3.1 积分兑换流程

null

3.2 取消兑换流程

null

3.3 银行转账流程

null

3.4 乐观锁并发控制流程

null

四、测试前脚本导入说明

4.1 数据库脚本位置

linsir-abc-mysql/src/main/resources/db/migration/
├── V1.3.1__create_bank_tables.sql          # 银行转账相关表
├── V1.3.2__create_point_exchange_tables.sql # 积分兑换相关表
└── V1.3.3__init_transaction_data.sql        # 初始化数据

4.2 表结构说明

4.2.1 银行转账相关表

sql

-- 银行账户表
CREATE TABLE bank_accounts (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    account_no VARCHAR(32) UNIQUE NOT NULL COMMENT '账户编号',
    account_name VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT '账户名称',
    balance DECIMAL(18,2) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '可用余额',
    frozen_amount DECIMAL(18,2) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '冻结金额',
    bank_code VARCHAR(16) COMMENT '银行代码',
    bank_name VARCHAR(64) COMMENT '银行名称',
    status TINYINT DEFAULT 1 COMMENT '状态:0-冻结,1-正常',
    version INT DEFAULT 0 COMMENT '乐观锁版本号',
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 转账记录表
CREATE TABLE transfer_records (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    transfer_no VARCHAR(32) UNIQUE NOT NULL COMMENT '转账单号',
    from_account_id BIGINT NOT NULL COMMENT '转出账户ID',
    to_account_id BIGINT NOT NULL COMMENT '转入账户ID',
    amount DECIMAL(18,2) NOT NULL COMMENT '转账金额',
    fee DECIMAL(18,2) DEFAULT 0 COMMENT '手续费',
    status TINYINT DEFAULT 0 COMMENT '状态:0-处理中,1-成功,2-失败',
    remark VARCHAR(255),
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    completed_at TIMESTAMP NULL,
    FOREIGN KEY (from_account_id) REFERENCES bank_accounts(id),
    FOREIGN KEY (to_account_id) REFERENCES bank_accounts(id)
);

4.2.2 积分兑换相关表

sql

-- 积分账户表
CREATE TABLE point_accounts (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    user_id BIGINT UNIQUE NOT NULL COMMENT '用户ID',
    available_points BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '可用积分',
    frozen_points BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '冻结积分',
    total_earned BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '累计获得',
    total_consumed BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '累计消费',
    version INT DEFAULT 0 COMMENT '乐观锁版本号',
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 商品库存表
CREATE TABLE product_inventory (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    product_id BIGINT UNIQUE NOT NULL COMMENT '商品ID',
    available_stock INT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '可用库存',
    locked_stock INT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '锁定库存',
    version INT DEFAULT 0 COMMENT '乐观锁版本号',
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 积分兑换记录表
CREATE TABLE point_exchange_records (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    exchange_no VARCHAR(32) UNIQUE NOT NULL COMMENT '兑换单号',
    point_account_id BIGINT NOT NULL COMMENT '积分账户ID',
    product_id BIGINT NOT NULL COMMENT '商品ID',
    quantity INT NOT NULL COMMENT '兑换数量',
    total_points BIGINT NOT NULL COMMENT '消耗积分',
    status TINYINT DEFAULT 0 COMMENT '状态:0-处理中,1-成功,2-失败,3-已取消',
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    completed_at TIMESTAMP NULL
);

4.3 初始化数据

sql

-- 银行账户初始化数据
INSERT INTO bank_accounts (account_no, account_name, balance, bank_code, bank_name, status) VALUES
('ACC001', '张三', 10000.00, 'ICBC', '中国工商银行', 1),
('ACC002', '李四', 8000.00, 'ICBC', '中国工商银行', 1),
('ACC003', '王五', 5000.00, 'CCB', '中国建设银行', 1),
('ACC004', '赵六', 3000.00, 'CCB', '中国建设银行', 1);

-- 积分账户初始化数据
INSERT INTO point_accounts (user_id, available_points, frozen_points, total_earned, total_consumed) VALUES
(10001, 10000, 0, 10000, 0),
(10002, 8000, 0, 8000, 0),
(10003, 5000, 0, 5000, 0),
(10004, 3000, 0, 3000, 0);

-- 兑换商品初始化数据
INSERT INTO exchange_products (product_code, product_name, description, required_points, price, status) VALUES
('PROD001', '10元话费充值券', '可用于手机话费充值，面值10元', 1000, 10.00, 1),
('PROD002', '20元话费充值券', '可用于手机话费充值，面值20元', 1800, 20.00, 1),
('PROD003', '50元京东卡', '京东E卡，可用于京东商城购物', 4500, 50.00, 1);

-- 商品库存初始化数据
INSERT INTO product_inventory (product_id, available_stock, locked_stock) VALUES
(1, 100, 0),
(2, 100, 0),
(3, 100, 0);

五、测试方法

5.1 单元测试

5.1.1 银行转账服务测试

bash

# 运行银行转账服务测试
mvn test -Dtest=BankTransferServiceTest

测试用例：

测试方法	说明	预期结果
`testTransferSuccess`	测试正常转账	转账成功，余额正确更新
`testTransferInsufficientBalance`	测试余额不足	转账失败，返回错误信息
`testTransferSameAccount`	测试同账户转账	转账失败，返回错误信息
`testTransferNonExistentAccount`	测试账户不存在	转账失败，返回错误信息

5.1.2 积分兑换服务测试

bash

# 运行积分兑换服务测试
mvn test -Dtest=PointExchangeServiceTest

测试用例：

测试方法	说明	预期结果
`testExchangeSuccess`	测试正常兑换	兑换成功，积分扣减
`testExchangeInsufficientPoints`	测试积分不足	兑换失败，返回错误信息
`testExchangeInsufficientStock`	测试库存不足	兑换失败，返回错误信息
`testCancelExchange`	测试取消兑换	取消成功，积分返还

5.2 并发测试

5.2.1 并发转账测试

bash

# 运行并发转账测试
mvn test -Dtest=ConcurrentTransferTest

测试场景：

10个线程同时进行转账操作
验证事务隔离性和数据一致性
检查是否存在脏读、不可重复读等问题

5.2.2 隔离级别测试

bash

# 运行隔离级别测试
mvn test -Dtest=IsolationLevelTest

测试场景：

测试READ_UNCOMMITTED隔离级别下的脏读
测试READ_COMMITTED隔离级别下的不可重复读
测试REPEATABLE_READ隔离级别下的幻读

5.3 集成测试

bash

# 运行所有集成测试
mvn test -Dtest=TransactionIntegrationTest

测试内容：

完整业务流程测试
多服务协同测试
数据库事务回滚测试

5.4 接口测试

5.4.1 启动应用

bash

# 进入项目目录
cd linsir-abc-mysql

# 启动Spring Boot应用
mvn spring-boot:run

应用启动后，访问地址：http://localhost:8081

5.4.2 接口列表

银行转账接口：

接口	方法	URL	说明
查询账户	GET	`/api/transaction/bank/account/{accountNo}`	查询账户信息
执行转账	POST	`/api/transaction/bank/transfer`	执行单笔转账
批量转账	POST	`/api/transaction/bank/batch-transfer`	执行批量转账
查询转账记录	GET	`/api/transaction/bank/transfer/{transferNo}`	查询转账记录

积分兑换接口：

接口	方法	URL	说明
查询积分账户	GET	`/api/transaction/point/account/{userId}`	查询积分账户
执行兑换	POST	`/api/transaction/point/exchange`	执行积分兑换
取消兑换	POST	`/api/transaction/point/cancel/{exchangeNo}`	取消兑换
查询商品列表	GET	`/api/transaction/point/products`	查询可兑换商品

隔离级别演示接口：

接口	方法	URL	说明
脏读演示	GET	`/api/transaction/isolation/dirty-read/{accountNo}`	演示脏读现象
不可重复读演示	GET	`/api/transaction/isolation/repeatable-read/{accountNo}`	演示不可重复读

死锁演示接口：

接口	方法	URL	说明
死锁演示	POST	`/api/transaction/deadlock/demonstrate`	演示死锁产生
安全转账	POST	`/api/transaction/deadlock/safe-transfer`	演示死锁避免

5.4.3 接口测试示例

bash

# 1. 查询账户信息
curl -X GET "http://localhost:8081/api/transaction/bank/account/ACC001"

# 2. 执行转账
curl -X POST "http://localhost:8081/api/transaction/bank/transfer" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "fromAccountNo": "ACC001",
    "toAccountNo": "ACC002",
    "amount": 1000,
    "remark": "测试转账"
  }'

# 3. 查询积分账户
curl -X GET "http://localhost:8081/api/transaction/point/account/10001"

# 4. 执行积分兑换
curl -X POST "http://localhost:8081/api/transaction/point/exchange" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "userId": 10001,
    "productId": 1,
    "quantity": 1
  }'

六、代码执行预期结果

6.1 单元测试预期结果

[INFO] Tests run: 4, Failures: 0, Errors: 0, Skipped: 0
[INFO] BankTransferServiceTest:
[INFO]   - testTransferSuccess: PASSED
[INFO]   - testTransferInsufficientBalance: PASSED
[INFO]   - testTransferSameAccount: PASSED
[INFO]   - testTransferNonExistentAccount: PASSED
[INFO] 
[INFO] PointExchangeServiceTest:
[INFO]   - testExchangeSuccess: PASSED
[INFO]   - testExchangeInsufficientPoints: PASSED
[INFO]   - testExchangeInsufficientStock: PASSED
[INFO]   - testCancelExchange: PASSED

6.2 并发测试预期结果

[INFO] Tests run: 2, Failures: 0, Errors: 0, Skipped: 0
[INFO] ConcurrentTransferTest:
[INFO]   - testConcurrentTransfer: PASSED
[INFO]     - 初始余额: ACC001=10000, ACC002=8000
[INFO]     - 10个线程各转账100元
[INFO]     - 最终余额: ACC001=9000, ACC002=9000
[INFO]     - 转账记录数: 10
[INFO] 
[INFO] IsolationLevelTest:
[INFO]   - testReadUncommitted: PASSED
[INFO]   - testReadCommitted: PASSED
[INFO]   - testRepeatableRead: PASSED

6.3 集成测试预期结果

[INFO] Tests run: 3, Failures: 0, Errors: 0, Skipped: 0
[INFO] TransactionIntegrationTest:
[INFO]   - testFullTransferProcess: PASSED
[INFO]   - testExchangeProcess: PASSED
[INFO]   - testTransactionRollback: PASSED

6.4 接口测试预期结果

6.4.1 银行转账接口

请求：

json

POST /api/transaction/bank/transfer
{
  "fromAccountNo": "ACC001",
  "toAccountNo": "ACC002",
  "amount": 1000,
  "remark": "测试转账"
}

成功响应：

json

{
  "success": true,
  "businessNo": "TRF20240101120000",
  "message": "转账成功"
}

失败响应（余额不足）：

json

{
  "success": false,
  "businessNo": null,
  "message": "余额不足，当前可用余额：500.00"
}

6.4.2 积分兑换接口

请求：

json

POST /api/transaction/point/exchange
{
  "userId": 10001,
  "productId": 1,
  "quantity": 2
}

成功响应：

json

{
  "success": true,
  "businessNo": "EXC20240101120000",
  "message": "兑换成功，消耗积分：2000"
}

失败响应（库存不足）：

json

{
  "success": false,
  "businessNo": null,
  "message": "库存不足，当前可用库存：100"
}

6.5 数据库状态变化预期

6.5.1 转账成功后

账户	转账前余额	转账后余额	变化
ACC001	10000.00	9000.00	-1000.00
ACC002	8000.00	9000.00	+1000.00

6.5.2 积分兑换成功后

用户ID	兑换前可用积分	兑换后可用积分	消耗积分
10001	10000	9000	1000
10002	8000	6200	1800

6.5.3 取消兑换后

用户ID	取消前可用积分	取消后可用积分	返还积分
10001	9000	10000	1000

七、常见问题与解决方案

7.1 乐观锁并发冲突

问题：多个线程同时操作同一数据，导致版本号冲突。

解决方案：

捕获ConcurrentModificationException异常
重新查询最新数据
重试操作

java

try {
    result = pointExchangeService.exchange(request);
} catch (ConcurrentModificationException e) {
    // 重新查询并重试
    result = pointExchangeService.exchange(request);
}

7.2 事务超时

问题：长时间持有数据库锁，导致其他事务等待超时。

解决方案：

优化SQL语句，减少锁持有时间
设置合理的事务超时时间
使用@Transactional(timeout = 30)指定超时时间

7.3 死锁问题

问题：两个事务相互等待对方释放锁，形成死锁。

解决方案：

统一锁的获取顺序
设置锁超时时间
使用SELECT ... FOR UPDATE NOWAIT避免长时间等待

java

// 统一按账户ID排序获取锁
if (fromAccountId < toAccountId) {
    lockAccount(fromAccountId);
    lockAccount(toAccountId);
} else {
    lockAccount(toAccountId);
    lockAccount(fromAccountId);
}

八、总结

本文档详细说明了事务示例代码的结构、作用、使用方法和预期结果。通过银行转账和积分兑换两个业务场景，演示了：

事务隔离级别：READ_UNCOMMITTED、READ_COMMITTED、REPEATABLE_READ、SERIALIZABLE
并发问题：脏读、不可重复读、幻读
事务特性：ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）
并发控制：乐观锁（版本号机制）
死锁处理：死锁预防与检测

代码采用Spring Boot + MyBatis框架，通过注解方式实现事务管理，代码结构清晰，易于理解和扩展。

1.3 事务 - 代码实现说明文档 ​

一、代码结构 ​

1.1 项目结构 ​

1.2 核心类说明 ​

二、代码作用 ​

2.1 银行转账系统 ​

2.2 积分兑换系统 ​

2.3 死锁演示系统 ​

三、场景详细设计 ​

3.1 积分兑换流程 ​

3.2 取消兑换流程 ​

3.3 银行转账流程 ​

3.4 乐观锁并发控制流程 ​

四、测试前脚本导入说明 ​

4.1 数据库脚本位置 ​

4.2 表结构说明 ​

4.2.1 银行转账相关表 ​

4.2.2 积分兑换相关表 ​

4.3 初始化数据 ​

五、测试方法 ​

5.1 单元测试 ​

5.1.1 银行转账服务测试 ​

5.1.2 积分兑换服务测试 ​

5.2 并发测试 ​

5.2.1 并发转账测试 ​

5.2.2 隔离级别测试 ​

5.3 集成测试 ​

5.4 接口测试 ​

5.4.1 启动应用 ​

5.4.2 接口列表 ​

5.4.3 接口测试示例 ​

六、代码执行预期结果 ​

6.1 单元测试预期结果 ​

6.2 并发测试预期结果 ​

6.3 集成测试预期结果 ​

6.4 接口测试预期结果 ​

6.4.1 银行转账接口 ​

6.4.2 积分兑换接口 ​

6.5 数据库状态变化预期 ​

6.5.1 转账成功后 ​

6.5.2 积分兑换成功后 ​

6.5.3 取消兑换后 ​

七、常见问题与解决方案 ​

7.1 乐观锁并发冲突 ​

7.2 事务超时 ​

7.3 死锁问题 ​

八、总结 ​

1.3 事务 - 代码实现说明文档

一、代码结构

1.1 项目结构

1.2 核心类说明

二、代码作用

2.1 银行转账系统

2.2 积分兑换系统

2.3 死锁演示系统

三、场景详细设计

3.1 积分兑换流程

3.2 取消兑换流程

3.3 银行转账流程

3.4 乐观锁并发控制流程

四、测试前脚本导入说明

4.1 数据库脚本位置

4.2 表结构说明

4.2.1 银行转账相关表

4.2.2 积分兑换相关表

4.3 初始化数据

五、测试方法

5.1 单元测试

5.1.1 银行转账服务测试

5.1.2 积分兑换服务测试

5.2 并发测试

5.2.1 并发转账测试

5.2.2 隔离级别测试

5.3 集成测试

5.4 接口测试

5.4.1 启动应用

5.4.2 接口列表

5.4.3 接口测试示例

六、代码执行预期结果

6.1 单元测试预期结果

6.2 并发测试预期结果

6.3 集成测试预期结果

6.4 接口测试预期结果

6.4.1 银行转账接口

6.4.2 积分兑换接口

6.5 数据库状态变化预期

6.5.1 转账成功后

6.5.2 积分兑换成功后

6.5.3 取消兑换后

七、常见问题与解决方案

7.1 乐观锁并发冲突

7.2 事务超时

7.3 死锁问题

八、总结