复盘Spring事务导致多数据源切换失败问题

背景

在我的日常开发中，遇到了一个问题：我的应用需要接入多个数据源，但在服务层需要保证事务的一致性。我在服务层的方法上使用了 @Transactional 注解，但实际执行时并没有切换数据源，导致问题出现。从而在此复盘下该问题！

场景复现

这里为了简便，直接使用开源组件 dynamic-datasource-spring-boot-starter 实现多数据源切换，大家也可以自己动手实现。

1）创建 SpringBoot 工程；

2）引入 dynamic-datasource 依赖：

dependency>
  groupId>com.baomidougroupId>
  artifactId>dynamic-datasource-spring-boot-starterartifactId>
  version>${version}version>
dependency>

3）按照 dynamic-datasource 规范添加数据源配置；

spring:
  datasource:
    dynamic:
      datasource:
        master:
          url: jdbc:h2:mem:master
          driver-class-name: org.h2.Driver
          init:
            schema: classpath:master-schema-h2.sql
            data: classpath:master-data-h2.sql
        slave_1:
          url: jdbc:h2:mem:slave_1
          driver-class-name: org.h2.Driver
          init:
            schema: classpath:slave_1-schema-h2.sql
            data: classpath:slave_1-data-h2.sql
      strict: false
      primary: master

4）添加 DDL 及数据：

-- master-schema-h2.sql
DROP TABLE IF EXISTS master_user;

CREATE TABLE master_user
(
    id BIGINT NOT NULL COMMENT '主键ID',
    user_name VARCHAR(30) NULL DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
    age INT NULL DEFAULT NULL COMMENT '年龄',
    email VARCHAR(50) NULL DEFAULT NULL COMMENT '邮箱',
    PRIMARY KEY (id)
);
-- master-data-h2.sql
DELETE FROM master_user;

INSERT INTO master_user (id, user_name, age, email) VALUES
                                            (1, 'Jone', 18, 'test1@baomidou.com'),
                                            (2, 'Jack', 20, 'test2@baomidou.com'),
                                            (3, 'Tom', 28, 'test3@baomidou.com'),
                                            (4, 'Sandy', 21, 'test4@baomidou.com'),
                                            (5, 'Billie', 24, 'test5@baomidou.com');
-- slave_1-schema-h2.sql
DROP TABLE IF EXISTS slave_user;

CREATE TABLE slave_user
(
    id BIGINT NOT NULL COMMENT '主键ID',
    user_name VARCHAR(30) NULL DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
    age INT NULL DEFAULT NULL COMMENT '年龄',
    email VARCHAR(50) NULL DEFAULT NULL COMMENT '邮箱',
    PRIMARY KEY (id)
);
-- slave_1-data-h2.sql
DELETE FROM slave_user;

INSERT INTO slave_user (id, user_name, age, email) VALUES
                                            (6, 'Jone', 18, 'test1@baomidou.com'),
                                            (7, 'Jack', 20, 'test2@baomidou.com'),
                                            (8, 'Tom', 28, 'test3@baomidou.com'),
                                            (9, 'Sandy', 21, 'test4@baomidou.com'),
                                            (10, 'Billie', 24, 'test5@baomidou.com');

4）创建数据对象及 Mapper，这里只列出了 Master 数据源数据对象及 Mapper；

package com.itschenxiang.multidatasource.entity;

import lombok.Data;

@Data
public class MasterUser {
    private Long id;
    private String userName;
    private Integer age;
    private String email;
}

package com.itschenxiang.multidatasource.dao;

import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;
import com.itschenxiang.multidatasource.entity.MasterUser;
import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
public interface MasterUserMapper extends BaseMapper {

}

5）新增服务层构建场景；

@Service
public class MultiDataSourceService {

    @Autowired
    private MasterUserMapper masterUserMapper;

    @Autowired
    private SlaveUserMapper slaveUserMapper;
    
    @Autowired
    @Lazy
    private MultiDataSourceService multiDataSourceService;
    
    // 单master数据源
    @DS("master")
    public ListaccessPrimaryDataSource() {
        return masterUserMapper.selectList(null);
    }

    // 单slave_1数据源
    @DS("slave_1")
    public ListaccessNotPrimaryDataSource() {
        return slaveUserMapper.selectList(null);
    }

    // 多数据源，无@Transactional注解
    public void multiDataSourceWithoutTransactional() {
        multiDataSourceService.accessPrimaryDataSource();
        multiDataSourceService.accessNotPrimaryDataSource();
    }

    // 多数据源，有@Transactional注解，mapper执行出错
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void multiDataSourceWithTransactional() {
        accessPrimaryDataSource();
        accessNotPrimaryDataSource();
    }
}

6）添加单元测试复现问题；这里仅列举了 @Transactional 导致异常的 UT；

@SpringBootTest
@ActiveProfiles("ut")
@RunWith(SpringRunner.class)
public class MultiDataSourceServiceTest {

    @Autowired
    private MultiDataSourceService multiDataSourceService;
  
    @Test
    public void multiDataSourceWithTransactionalTest() {
        try {
            multiDataSourceService.multiDataSourceWithTransactional();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            Assert.assertTrue(e instanceof BadSqlGrammarException);
        }
    }
    
}

根因分析

经过分析，我发现在 Spring 开启事务后会维护一个 ConnectionHolder，保证整个事务都使用同一个数据库连接。这意味着使用了 @Transactional 注解后，Spring 会保证整个事务都使用同一个 connection。

然而需要注意的是，单库的事务仍然是可用的，只要事务下不切换数据源即可。

解决方案

针对确实需要单事务多数据源的场景，有以下解决方案：

1. 删除事务注解：如果在业务场景中不需要事务的一致性，可以考虑直接删除 @Transactional 注解。
2. 使用 Seata 事务：Seata 是一种分布式事务解决方案，可以解决多数据源下的事务一致性问题。

其实对于大部分合理的业务场景，应用可能会涉及多个数据源，但基本上都是单数据源事务。我在实际遇到的问题也是在单数据源事务中，数据源切换失败的问题。根本原因是自定义数据源切换切面的执行顺序在 @Transactional 之后，导致无法切换数据源。

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