Spring 多线程事务处理：如何保证异步操作的原子性？

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原文参考：《Spring 多线程事务处理》- doFix（博客园）
本文为精简优化版，便于理解和实践。

一、问题背景

在高并发或批量业务场景中（如赛事创建、订单导入），我们常需对多张表执行大量写操作。若采用单线程串行处理，效率低下。

自然想到：用多线程并行执行无关操作，提升性能。
但随之而来的问题是：如何保证这些并行操作的“整体事务性”？

  • 要么全部成功；

  • 要么全部失败（回滚）。

然而，Spring 默认的 @Transactional 基于 ThreadLocal 管理事务上下文，子线程无法继承主线程的事务，导致：

  • 子线程异常无法被主线程捕获；

  • 事务无法统一回滚。

二、为什么直接用 @Transactional + new Thread() 不行？

@Transactional
public void test() {
    new Thread(() -> {
        repo.save(...); // 在子线程中执行
        throw new RuntimeException(); // 异常不会触发回滚！
    }).start();
}

原因：

  • Spring 事务代理只作用于当前线程；

  • 子线程没有绑定数据库连接资源（Connection）；

  • 异常无法传播到事务拦截器。

✅ 结论：原生 Spring 事务不支持跨线程传播。

三、可行方案：自定义多线程事务管理器

核心思路：每个子线程手动开启独立事务，并由主线程统一控制提交或回滚。

1. 设计要点

  • 使用 DataSourceTransactionManager 手动管理事务；

  • 每个异步任务开启自己的 TransactionStatus；

  • 通过 AtomicBoolean 标记是否有任务失败；

  • 所有任务完成后，统一提交或回滚所有子事务。

2. 简化版实现

@Component
public class MultiThreadTxManager {

    private final DataSource dataSource;

    public MultiThreadTxManager(DataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }

    public void execute(List<Runnable> tasks, Executor executor) {
        DataSourceTransactionManager txManager = new DataSourceTransactionManager(dataSource);
        List<TransactionStatus> statuses = new CopyOnWriteArrayList<>();
        AtomicBoolean hasError = new AtomicBoolean(false);

        List<CompletableFuture<Void>> futures = tasks.stream()
            .map(task -> CompletableFuture.runAsync(() -> {
                try {
                    // 1. 开启新事务
                    TransactionStatus status = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
                    statuses.add(status);

                    // 2. 执行业务
                    task.run();

                } catch (Exception e) {
                    hasError.set(true);
                    throw e;
                }
            }, executor))
            .collect(Collectors.toList());

        // 等待所有任务完成
        CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[0]))
            .whenComplete((v, ex) -> {
                if (ex != null) hasError.set(true);
            })
            .join();

        // 统一提交或回滚
        if (hasError.get()) {
            statuses.forEach(txManager::rollback);
        } else {
            statuses.forEach(txManager::commit);
        }
    }
}

3. 使用示例

@Autowired
private MultiThreadTxManager txManager;

public void batchInsert(List<Data> dataList) {
    List<Runnable> tasks = dataList.stream()
        .map(data -> (Runnable) () -> repo.save(data))
        .collect(Collectors.toList());

    txManager.execute(tasks, Executors.newFixedThreadPool(4));
}

四、注意事项

注意事项

  • 连接池压力
    每个线程占用一个数据库连接，高并发时需调优连接池大小。

  • 死锁风险
    多线程同时操作相同表 / 行，可能引发死锁。

  • 性能 vs 一致性
    并行提升吞吐，但事务开销增加；建议仅用于可并行且需强一致的场景。

  • 嵌套事务支持
    若需与外层 @Transactional 协同，需额外处理（如延迟提交）。

五、总结

  • Spring 原生事务 不支持多线程；

  • 通过 手动管理事务状态 + 统一协调提交 / 回滚，可实现“伪分布式事务”效果；

  • 该方案适用于：可并行、需整体回滚、数据量大 的业务场景；

  • 实际使用时，务必评估资源消耗与业务必要性。

💡 提示：对于更复杂的分布式事务场景，可考虑 Seata、Saga 模式等方案。但对于大多数内部系统，并行 + 手动事务管理已足够。