2024字节跳动春季招聘必备：Spring Transaction面试题全攻略，99%的候选人都推荐收藏！

程序员Chino的日记

于 2024-04-10 21:54:52 发布

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文章标签： spring 数据库 java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/calculusstill/article/details/137612689

本文详细介绍了SpringTransaction在微服务架构中的重要性，涵盖基础概念、事务管理方式（声明式与编程式）、ACID属性、分布式事务解决方案等，为求职者准备了SpringTransaction面试题库。

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随着微服务架构和分布式系统的广泛应用，事务管理作为确保数据一致性和系统稳定性的关键技术，其重要性日益凸显。Spring Framework作为企业级应用开发的首选框架，其提供的事务管理功能强大而灵活，能够满足现代应用开发的复杂需求。字节跳动作为一个高速发展的科技巨头，对技术人才的要求极其严格，尤其是在理解和应用核心技术如Spring Transaction方面。

本文为准备参加2024年字节跳动春季招聘的候选人精心准备了一系列Spring Transaction的面试题。这些问题涵盖了从事务的基础概念到Spring中事务管理的高级应用，旨在帮助候选人全面深入地理解Spring Transaction，并准备好面对字节跳动等顶尖科技公司的面试挑战。

通过本文，候选人不仅能够掌握Spring事务管理的理论基础，如事务的ACID属性、声明式与编程式事务管理的差异，还能深入了解@Transactional注解的高级用法、事务传播行为和隔离级别的选择、异常处理、事务超时和只读事务的配置，以及面对分布式事务时的策略和解决方案。我们希望这些内容能够帮助候选人在面试中展示出卓越的技术能力和解决问题的思路，为加入字节跳动这样的顶尖技术团队打下坚实的基础。让我们开始这一段深入探索Spring Transaction的旅程，为未来的成功铺平道路。

1. 基础概念: 什么是事务以及事务管理在企业应用开发中的重要性

事务是一系列操作的集合，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位。事务管理保证了数据的一致性和完整性，特别是在并发访问数据库时。

在企业应用开发中，事务管理至关重要，因为它:

保证数据一致性 ：在多步骤操作中，如果部分操作失败，事务管理能够回滚所有操作，确保数据状态不会因为部分操作的执行而留下不一致性。
简化错误处理 ：通过自动处理成功提交或回滚事务，开发者可以专注于业务逻辑，而不是错误处理逻辑。
提高并发性能 ：合理的事务管理可以减少锁的竞争，提高应用程序处理并发请求的能力。

2. Spring事务管理基础: 描述Spring框架中事务管理的两种方式，并比较它们的优缺点

Spring框架提供了声明式事务管理 和编程式事务管理 两种方式：

声明式事务管理 ：通过配置方式实现，不需要在业务代码中显式管理事务。主要通过@Transactional注解或XML配置来实现。其优点包括简化开发、减少引入事务管理相关代码的侵入性。缺点可能是对事务管理的控制相对粗粒度，难以处理更复杂的事务场景。
编程式事务管理 ：需要在代码中显式地开始、提交或回滚事务。使用TransactionTemplate或直接使用PlatformTransactionManager。其优点是提供了更细粒度的控制，适合复杂的事务管理需求；缺点是增加了代码的复杂性，引入了更多的事务管理代码到业务逻辑中。

3. 事务的ACID属性: 解释事务的ACID属性及其在Spring事务管理中的体现

ACID 代表原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）：

原子性 ：确保事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不执行。
一致性 ：事务执行前后，数据库从一个一致性状态转移到另一个一致性状态。
隔离性 ：事务的执行不会被其他事务干扰。
持久性 ：一旦事务提交，其结果就永久保存在数据库中。

在Spring事务管理中：

原子性 通过在操作失败时回滚事务来保证。
一致性 依赖于业务逻辑来维护，Spring通过事务管理确保一致性规则的执行。
隔离性 可以通过配置不同的事务隔离级别来实现，Spring提供了与底层数据库相对应的隔离级别设置。
持久性 由事务管理器通过确保事务正确提交来保证。

4. 声明式事务管理: 如何在Spring中配置和使用声明式事务管理？请给出示例

声明式事务管理主要通过@Transactional注解实现。使用时，只需在类或方法上添加@Transactional，Spring就会自动为其管理事务。

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Override
    @Transactional
    public void updateUser(User user) {
        userRepository.save(user);
    }
}

在这个例子中，updateUser方法被@Transactional注解，表示执行此方法时，Spring将开启一个事务，如果方法执行成功，则提交事务；如果发生异常，则回滚事务。

5. 编程式事务管理: 在什么情况下会使用编程式事务管理？请举例说明如何实现

编程式事务管理 通常在需要对事务进行更细粒度控制的场景下使用，或者当声明式事务管理不够灵活以应对复杂业务逻辑时。编程式事务管理允许开发者在代码中显式地声明事务的开始、提交和回滚。

实现编程式事务管理，可以使用TransactionTemplate或直接使用PlatformTransactionManager。以下是使用TransactionTemplate的示例：

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    private final TransactionTemplate transactionTemplate;
    private final UserRepository userRepository;

    public UserServiceImpl(PlatformTransactionManager transactionManager, UserRepository userRepository) {
        this.transactionTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager);
        this.userRepository = userRepository;
    }

    @Override
    public void updateUser(User user) {
        transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
            @Override
            protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
                userRepository.save(user);
            }
        });
    }
}

在这个例子中，updateUser方法中的操作被包裹在TransactionTemplate.execute方法调用中，确保了操作在事务的上下文中执行。如果操作执行成功，事务将自动提交；如果发生异常，则事务将自动回滚。

6. 事务传播行为: 解释Spring支持的不同事务传播行为，并给出应用场景

Spring支持多种事务传播行为，允许开发者控制事务在不同方法调用间的行为。最常用的传播行为包括：

REQUIRED ：如果当前没有事务，就新建一个事务；如果已经存在一个事务中，加入这个事务中。这是最常见的选择。
REQUIRES_NEW ：新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。
SUPPORTS ：如果当前存在事务，就使用事务；如果当前没有事务，就不使用事务。
NEVER ：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就抛出异常。
MANDATORY ：使用当前的事务，如果当前没有事务，就抛出异常。
NOT_SUPPORTED ：以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。
NESTED ：如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则表现如REQUIRED。

应用场景 ：

REQUIRED 适用于大多数业务操作，确保操作在事务上下文中执行。
REQUIRES_NEW 适用于需要独立于当前事务执行的操作，例如日志记录，不希望因为主事务回滚而回滚。
SUPPORTS 适用于既可以在事务中执行也可以在事务外执行的操作。
NESTED 适用于复杂的事务场景，其中一组操作需要作为一个单独的嵌套事务执行。

7. 事务隔离级别: Spring如何支持不同的事务隔离级别？这些隔离级别解决了哪些并发问题？

事务隔离级别定义了一个事务可能受其他并发事务影响的程度。Spring支持配置不同的事务隔离级别，通过@Transactional注解的isolation属性来设置，例如：

@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)
public void updateUser(User user) {
    // ...
}

Spring支持的隔离级别包括：

READ_UNCOMMITTED ：允许读取未提交的更改，可能导致脏读。
READ_COMMITTED ：禁止读取未提交的更改，可以防止脏读。
REPEATABLE_READ ：在一个事务内，多次读取同一数据的结果是一样的，可以防止脏读和不可重复读。
SERIALIZABLE ：最严格的隔离级别，确保事务串行执行，以防止脏读、不可重复读和幻读。

不同的隔离级别针对以下并发问题提供解决方案：

脏读：一个事务读取到另一个事务未提交的数据。
不可重复读 ：一个事务内两次读取同一数据集合，结果不一致。
幻读：一个事务内两次查询同一范围的记录，但第二次查询出现了第一次查询不存在的记录。

8. `@Transactional`注解的常用属性有哪些？如何使用这些属性来控制事务的行为？

@Transactional注解提供了多种属性来精细控制事务的行为，其中最常用的包括：

value ：指定事务管理器的名称，用于在存在多个事务管理器时选择。
propagation ：定义事务的传播行为，默认值为REQUIRED。
isolation ：定义事务的隔离级别，默认值是DEFAULT，即使用底层数据库的默认隔离级别。
timeout ：定义事务的超时限制（以秒为单位）。如果事务超过这个时间还没有完成，则自动回滚。
readOnly ：指示事务是否为只读事务。对于只读查询操作设置为true可以帮助数据库应用更优的锁策略和缓存机制。
rollbackFor 和noRollbackFor ：定义哪些异常会触发事务回滚或不回滚。

使用示例 ：

@Transactional(readOnly = true, isolation = Isolation.READ_COMMITTED, timeout = 5)
public User findUserById(Long id) {
    return userRepository.findById(id);
}

这个例子中，findUserById方法以只读模式运行在READ_COMMITTED隔离级别的事务中，并且如果事务超过5秒未完成就会超时。

9. 事务管理的异常处理：Spring事务管理中如何处理检查型（Checked）和非检查型（Unchecked）异常？

在Spring的事务管理中，默认情况下，只有非检查型异常（继承自RuntimeException的异常）会触发事务回滚，而检查型异常（继承自Exception但不是RuntimeException的异常）不会。

开发者可以通过@Transactional注解的rollbackFor和noRollbackFor属性来自定义哪些异常应该触发回滚：

@Transactional(rollbackFor = {CustomCheckedException.class}, noRollbackFor = {SomeRuntimeException.class})
public void updateUser(User user) throws CustomCheckedException {
    // ...可能抛出CustomCheckedException或SomeRuntimeException
}

在这个例子中，即使CustomCheckedException是一个检查型异常，事务也会在抛出时回滚；而SomeRuntimeException即使是非检查型异常，事务也不会回滚。

10. 事务超时：如何在Spring事务管理中配置事务超时？事务超时有哪些实际应用场景？

事务超时可以通过@Transactional注解的timeout属性设置，表示事务允许的最长运行时间（以秒为单位）：

@Transactional(timeout = 10) // 事务超时时间为10秒
public void processLargeData() {
    // 处理大量数据的操作...
}

事务超时在处理可能长时间运行的事务时非常有用，如大批量数据处理或复杂查询等场景。设置超时可以防止事务长时间占用资源，提高系统的吞吐量和稳定性。

11. 只读事务：什么是只读事务？在Spring中如何声明一个事务为只读？

只读事务是指不会对数据库进行任何修改的事务。声明一个事务为只读可以优化数据库的性能，特别是在使用某些ORM技术时，数据库可以利用只读事务来应用更轻量级的锁策略和缓存优化。

在Spring中，可以通过设置@Transactional注解的readOnly属性为true来声明一个事务为只读：

@Transactional(readOnly = true)
public List<User> findAllUsers() {
    return userRepository.findAll();
}

这告诉数据库这个事务不会修改数据，使得数据库可以进行相应的优化。

12. 分布式事务：解释分布式事务及其挑战。Spring提供了哪些支持分布式事务的解决方案？

分布式事务涉及跨多个数据库或服务的操作，需要保证这些操作要么全部成功，要么全部失败。分布式事务的主要挑战包括资源管理、网络延迟、数据一致性和恢复机制等。

Spring通过Spring Cloud和JTA（Java事务API）支持分布式事务管理。对于基于Spring Cloud的微服务架构，可以使用Spring Cloud Stream或Spring Cloud Sleuth等组件实现基于消息的分布式事务管理。对于需要JTA支持的场景，Spring提供了JtaTransactionManager来整合如Atomikos, Bitronix等JTA实现。