Django事务

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

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

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

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：

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

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

# 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

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

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。