数据库事务

云开发支持数据库事务，并保证事务的 ACID 特性。本文将介绍数据库事务的使用场景、案例、原理以及最佳实践，来帮助开发者完成更复杂的业务需求。

使用场景

云开发提供的云数据库是基于文档的非关系型数据库。不同于传统的关系型数据库，开发者可以直接在单文档中嵌套子文档，以描述更复杂的数据结构。

在大多数场景中，单文档完全可以满足需求。但在一些场景中，使用数据库事务的优势更明显：

• 从传统关系型数据库迁移到云开发：数据模型平滑迁移，业务代码改造成本低
• 涉及多个文档/多个集合的业务流程：保证一系列读写操作完全成功或者完全失败，防止出现中间态

注意

目前数据库事务只支持在服务端运行，只有服务端 SDK 支持事务。

支持的方法

目前支持 4 种操作事务流程的方法：

API	说明
startTransaction	发起事务
commit	提交事务
rollback	回滚事务
runTransaction	自动提交事务

目前支持事务中 5 种读写数据的方法：

API	说明
get	查询文档
add	插入文档
delete	删除文档
update	更新文档
set	更新文档，文档不存在时，会自动创建

您可以前往 数据库事务，查看更详细的 API 说明。

使用案例

为了帮助您快速体会到数据库事务的重要性和便捷性，这里以“清空购物车”的需求为例，介绍数据库事务在复杂业务场景中的使用。

假设商品数据放在了 goods 集合中，如下所示：

[
  {
    "_id": "item1",
    "inventory": 20,
    "name": "商品a",
    "price": 10
  },
  {
    "_id": "item2",
    "inventory": 10,
    "name": "商品b",
    "price": 5
  }
]

用户的数据放在了 users 集合中，如下所示：

[
  {
    "_id": "user1",
    "balance": "1000", // 账户余额
    "cart": [
      // 购物车
      {
        "id": "item1", // 商品id
        "num": 1 // 购买数量
      },
      {
        "id": "item2",
        "num": 1
      }
    ],
    "name": "用户1"
  }
]

当用户 1 清空购物车时，业务的整体流程是：

• 计算购物车中的商品总价
• 减少对应商品的库存
• 更新用户 1 的账户余额
• 清空用户 1 的购物车数据

我们将这些操作放入一个事务中执行，代码实现如下：

// Node.js 环境
const cloudbase = require('@cloudbase/node-sdk')

const app = cloudbase.init({})

const db = app.database()

exports.main = async (event, context) => {
  const userId = 'user1'
  const transaction = await db.startTransaction()
  const usersCollection = transaction.collection('users')
  const goodsCollection = transaction.collection('goods')

  // 1. 获取用户信息
  const user = await usersCollection.doc(userId).get()

  // 2. 获取购物车数据和对应的商品信息
  const { cart, balance } = user.data
  const goods = []
  for (const { id } of cart) {
    const good = await goodsCollection.doc(id).get()
    goods.push(good.data)
  }

  let totalPrice = 0
  for (let i = 0; i < cart.length; ++i) {
    // 3. 计算购物车中的商品总价
    totalPrice += cart[i].num * goods[i].price
    // 4. 更新商品库存
    await goodsCollection.doc(goods[i]._id).set({
      inventory: goods[i].inventory - cart[i].num
    })
  }

  await usersCollection.doc(userId).set({
    balance: balance - totalPrice, // 5. 更新账户余额
    cart: [] // 6. 完成购买后，清空购物车
  })

  await transaction.commit()

  // 从数据库中查询最新的用户，库存信息
  const usersInfo = await db.collection('users').get()
  const goodsInfo = await db.collection('goods').get()
  return {
    usersInfo,
    goodsInfo
  }
}

注意

为了更简洁地体现事务在复杂业务场景中的优势，案例中没有对库存、余额等信息进行额外的代码检查。

从“清空购物车”的案例中可以看出，数据库事务极大地节省了开发的成本，避免引入复杂的数据库设计，让开发者的精力更聚焦于当前业务。

原理介绍

本小节会介绍数据库事务的底层原理，以加深您对数据库事务的理解，更好地使用数据库事务。

快照隔离

在调用 db.startTransaction() 开始事务之后，并没有立即生成一份“快照”，“快照”是在第一次读之后才会生成。在没有调用 transaction.commit() 提交事务前，所有的读写操作都是在“快照”上进行，不会影响文档原本的数据。在成功提交事务后，“快照”上的数据才会落盘，相关文档数据完成更新。

假设对于商品 A 来说，它的库存还有 13 个：

{
    "id": "xxxxxx",
    "name: "商品A",
    "inventory": 13
}

如果消费者发起了购买商品 A 的事务，在购买事务未成功提交前，所有的变更都是在快照上进行，不会影响商品 A 的数据，所以其他消费者看到的商品 A 的库存依然是 13。

锁与写冲突

当事务修改文档时，会锁定相关文档，使其不受其他更改的影响，直到事务结束。因此，外部的普通写入，会被阻塞。

如果一个事务无法获取到试图修改的文档的锁，可能是因为另一个事务已经持有该锁，那么事务会终止，并出现写冲突。

注意

读取文档的操作不需要与文档修改相同的锁。这意味着即使当前事务对某个文档进行了未提交的写操作，其他事务仍然可以读取这个文档的内容。

根据“快照隔离”，读取的文档内容是文档未提交的状态。

因此，为了使代码更健壮，推荐在进行事务操作时，使用 try-catch 来捕获异常。代码示例如下：

Node.js

const cloudbase = require("@cloudbase/node-sdk");

const app = cloudbase.init({
  env: "xxx"
});
// 1. 获取数据库引用
const db = app.database();

// 2. 模拟事务操作
async function main() {
  try {
    const transaction = await db.startTransaction();
    // ... ...
    // 涉及文档更改的事务操作
    // ... ...
    await transaction.commit();
  } catch (error) {
    // 发生写冲突时，进行异常处理
    console.error(error.message);
  }
}

最佳实践

为了更好地使用事务，开发者应该遵循几种最佳实践：

• 避免创建长时间运行的事务，或者执行过多操作。因为事务会创建快照，所有的后续写入操作都会在缓存中积累，直到事务提交或者终止。当一个事务中的操作过多时，可能会影响数据库的性能。当事务运行时间过长（通常指的是超过 30s），事务可能会被自动终止。推荐将事务拆分成更小的事务，以防止这些情况的发生。
• 避免在进行 DDL 操作时（例如：创建索引、删除数据库），进行事务操作。在 DDL 操作期间，尝试访问相关资源的事务无法获得锁，从而导致新事务终止。
• 在进行使用云开发提供的 sdk 操作事务时，推荐配合 try-catch 来捕获异常，从而尽早发现和处理写冲突、网络异常等问题。