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

1. from django.db import transaction
2. from django.http import JsonResponse
3. from .models import Account
5. @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
6. def test_view(request, from_id, to_id, amount):
7.     try:
8.         amount = float(amount)
9.         # 获取账户对象，select_for_update 用于在事务中锁定行，防止并发修改
10.         from_account = Account.objects.select_for_update().get(pk=from_id)
11.         to_account = Account.objects.select_for_update().get(pk=to_id)
13.         # 检查转出账户余额是否充足
14.         if from_account.balance < amount:
15.             return JsonResponse({"status": "error", "message": "余额不足"})
17.         # 执行转账操作
18.         from_account.balance -= amount
19.         to_account.balance += amount
21.         # 保存到数据库
22.         from_account.save()
23.         to_account.save()
25.         return JsonResponse({"status":"success"})
26.     except Exception as e:
27.         # 如果发生任何异常，Django 会自动回滚事务
28.         return JsonResponse({"status": "error"})

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2.1.2 类视图

1. class TestView(View):
3.     @method_decorator(transaction.atomic)
4.     def post(self, request):
5.         try:
6.             return JsonResponse({'success': True})
7.         except Exception as e:
8.             return JsonResponse({'success': False})

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2.2 使用上下文管理器管理事务

1. def transfer_funds(sender_id, receiver_id, amount):
2.     try:
3.         # 使用上下文管理器明确事务边界
4.         with transaction.atomic():
5.             ...
6.             
7.     except ValueError as e:
8.         # 处理业务逻辑错误
9.         print(f"Transfer failed: {e}")
10.     except Exception as e:
11.         # 处理其他异常，事务会自动回滚
12.         print(f"Unexpected error: {e}")

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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：

1. from django.db import transaction
3. def complex_operation():
4.     with transaction.atomic(): # 开启外部事务
5.         obj1 = ModelA.objects.create(field='value') # 操作1
6.         sid = transaction.savepoint() # 设置保存点
8.         try:
9.             obj2 = ModelB.objects.create(field=obj1.pk) # 操作2
10.         except Exception:
11.             transaction.savepoint_rollback(sid) # 回滚到保存点，操作2被撤销，操作1仍有效
12.             raise # 继续抛出异常，让外部事务决定是否回滚
14.         transaction.savepoint_commit(sid) # 提交保存点
15. # 外部事务结束，所有操作（包括操作1和2）最终提交

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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

1. DATABASES = {
2.     'default': {
3.         'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
4.         'NAME': 'mydatabase',
5.         'USER': 'mydatabaseuser',
6.         'PASSWORD': 'mypassword',
7.         'HOST': '127.0.0.1',
8.         'PORT': '5432',
9.         'OPTIONS': {
10.             # PostgreSQL 隔离级别设置, 'read uncommitted', 'read committed'(默认), 'repeatable read', 'serializable'
11.             'isolation_level': 'read committed',
12.             # MySQL 隔离级别设置，'READ UNCOMMITTED', 'READ COMMITTED', 'REPEATABLE READ'（默认）, 'SERIALIZABLE'
13.             # 'isolation_level': 'READ-COMMITTED',
14.         },
15.     }
16. }

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4.2 在代码中设置隔离级别

1. # 使用原始SQL
3. from django.db import connection, transaction
5. def set_isolation_level():
6.     with transaction.atomic():
7.         # 设置事务隔离级别
8.         with connection.cursor() as cursor:
9.             # PostgreSQL
10.             cursor.execute("SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE")
11.             
12.             # MySQL
13.             # cursor.execute("SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE")
14.             
15.             # SQLite (默认就是SERIALIZABLE)
16.             # cursor.execute("PRAGMA read_uncommitted = 0")
17.         
18.         # 执行事务操作
19.         # ...
21. # 使用上下文管理器
23. from contextlib import contextmanager
24. from django.db import connection
26. @contextmanager
27. def serializable_transaction():
28.     with transaction.atomic():
29.         with connection.cursor() as cursor:
30.             cursor.execute("SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE")
31.         yield

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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

1. from django.db import transaction
3. @transaction.non_atomic_requests
4. def my_view(request):
5.     # 这个视图函数中的数据库操作将在自动提交模式下运行，
6.     # 不会受到全局事务设置的影响。
7.     do_stuff()

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4.2.2 指定数据库

1. from django.db import transaction
3. @transaction.non_atomic_requests(using='other')
4. def my_other_view(request):
5.     # 此视图仅对别名为 'other' 的数据库禁用全局事务。
6.     do_stuff_on_the_other_database()

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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。

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