Golang 數據庫事務實踐

作者：俞凡 2024-05-28 00:00:30

數據庫

事務是很多業務的基礎，本文介紹了如何在Golang里實現數據庫事務操作，并以一個用戶注冊場景給出了完整實現。

Go 是一種年輕而強大的語言，專為編寫小型、簡單的服務而創建。但隨著時間推移，越來越多復雜應用和系統也在采用 Go 進行開發，這就出現了一些問題：如何處理事務？

為了深入探討這個問題，我們假設一個簡單的業務場景：用戶注冊。

作為一個系統，我希望在注冊時創建用戶和個人資料。

RDBMS/DBMS 的現代 Go 庫不像 C# 和 Java 的 Hibernate、Entity Framework 那樣強大，因此我們必須自己處理。為了實現用戶注冊業務場景，我們將創建并評估幾種處理事務的方法。

由于每種事務處理方法都必須與 sql.DB 和 sql.Tx 配合使用，因此需要引入接口來封裝對數據庫的訪問。

生成的應用有兩個域實體和一個用于訪問數據庫的 DB 低級接口。

package model

type User struct {
 Email string
}

type Profile struct {
 Name string
}

package transaction

type DB interface {
 QueryRowContext(ctx context.Context, query string, args ...any) *sql.Row
 QueryContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (*sql.Rows, error)
 ExecContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (sql.Result, error)
 PrepareContext(ctx context.Context, query string) (*sql.Stmt, error)
}

準備工作完成后，就可以采用如下兩種方法。

1. 事務感知上下文

工作原理：transaction.Manager啟動事務并將其放入上下文。當存儲庫執行查詢時，助手會檢查上下文中是否有事務，并使用創建的事務來執行查詢，或者如果上下文為空，則不使用事務來執行查詢。

為了啟動事務，我們需要實體：Manager

package transaction

type Manager interface {
 Run(
  ctx context.Context,
  callback func(ctx context.Context) error,
 ) error
}

transaction.Manager 實現：

package transaction

import (
 "context"
 "database/sql"
 "github.com/pkg/errors"
 "go.uber.org/multierr"
)

type txKey string

var ctxWithTx = txKey("tx")

type SQLTransactionManager struct {
 db *sql.DB
}

func NewManager(db *sql.DB) *SQLTransactionManager {
 return &SQLTransactionManager{db: db}
}

func (m *SQLTransactionManager) Run(
 ctx context.Context,
 callback func(ctx context.Context) error,
) (rErr error) {
 tx, err := m.db.BeginTx(ctx, &sql.TxOptions{})
 if err != nil {
  return errors.WithStack(err)
 }

 defer func() {
  if rErr != nil {
   rErr = multierr.Combine(rErr, errors.WithStack(tx.Rollback()))
  }
 }()

 defer func() {
  if rec := recover(); rec != nil {
   if e, ok := rec.(error); ok {
    rErr = e
   } else {
    rErr = errors.Errorf("%s", rec)
   }
  }
 }()

 if err = callback(putTxToContext(ctx, tx)); err != nil {
  return err
 }

 return errors.WithStack(tx.Commit())
}

func ExtractTxFromContext(ctx context.Context) (*sql.Tx, bool) {
 tx := ctx.Value(ctxWithTx)

 if t, ok := tx.(*sql.Tx); ok {
  return t, true
 }

 return nil, false
}

func putTxToContext(ctx context.Context, tx *sql.Tx) context.Context {
 return context.WithValue(ctx, ctxWithTx, tx)
}

DB實現：

package storage

import (
 "brand/transaction/example1/transaction"
 "context"
 "database/sql"
)

type DB struct {
 db *sql.DB
}

func NewDB(db *sql.DB) *DB {
 return &DB{db: db}
}

func (d *DB) QueryRowContext(ctx context.Context, query string, args ...any) *sql.Row {
 tx, ok := transaction.ExtractTxFromContext(ctx)
 if !ok {
  return d.db.QueryRowContext(ctx, query, args...)
 }

 return tx.QueryRowContext(ctx, query, args...)
}

func (d *DB) QueryContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (*sql.Rows, error) {
 tx, ok := transaction.ExtractTxFromContext(ctx)
 if !ok {
  return d.db.QueryContext(ctx, query, args...)
 }

 return tx.QueryContext(ctx, query, args...)
}

func (d *DB) ExecContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (sql.Result, error) {
 tx, ok := transaction.ExtractTxFromContext(ctx)
 if !ok {
  return d.db.ExecContext(ctx, query, args...)
 }

 return tx.ExecContext(ctx, query, args...)
}

func (d *DB) PrepareContext(ctx context.Context, query string) (*sql.Stmt, error) {
 tx, ok := transaction.ExtractTxFromContext(ctx)
 if !ok {
  return d.db.PrepareContext(ctx, query)
 }

 return tx.PrepareContext(ctx, query)
}

RegistrationService 負責用戶注冊業務場景

package service

import (
 "brand/transaction/example1/model"
 "brand/transaction/example1/transaction"
 "context"
)

type UserRepository interface {
 Create(ctx context.Context, user *model.User) error
}

type ProfileRepository interface {
 Create(ctx context.Context, user *model.Profile) error
}

type RegistrationData struct {
 Email string
 Name  string
}

type RegistrationService struct {
 transactionManager transaction.Manager
 userRepository     UserRepository
 profileRepository  ProfileRepository
}

func NewRegistrationService(
 transactionManager transaction.Manager,
 userRepository UserRepository,
 profileRepository ProfileRepository,
) *RegistrationService {
 return &RegistrationService{
  transactionManager: transactionManager,
  userRepository:     userRepository,
  profileRepository:  profileRepository,
 }
}

func (s *RegistrationService) Register(ctx context.Context, data RegistrationData) error {
 return s.transactionManager.Run(ctx, func(ctx context.Context) error {
  if err := s.userRepository.Create(ctx, &model.User{
   Email: data.Email,
  }); err != nil {
   return err
  }

  if err := s.profileRepository.Create(ctx, &model.Profile{
   Name: data.Name,
  }); err != nil {
   return err
  }

  return nil
 })
}

User和ProfileRepository的實現：

package storage

import (
 "brand/transaction"
 "brand/transaction/example1/model"
 "context"
)

type ProfileRepository struct {
 db transaction.DB
}

func NewProfileRepository(db transaction.DB) *ProfileRepository {
 return &ProfileRepository{db: db}
}

func (r *ProfileRepository) Create(ctx context.Context, profile *model.Profile) error {
 _, err := r.db.ExecContext(ctx, "INSERT ...", profile.Name)

 return err
}

package storage

import (
 "brand/transaction"
 "brand/transaction/example1/model"
 "context"
)

type UserRepository struct {
 db transaction.DB
}

func NewUserRepository(db transaction.DB) *UserRepository {
 return &UserRepository{db: db}
}

func (r *UserRepository) Create(ctx context.Context, user *model.User) error {
 _, err := r.db.ExecContext(ctx, "INSERT ...", user.Email)

 return err
}

優點：

簡單：存儲庫會自動使用由 TransactionManager 啟動的事務
與存儲無關：客戶端代碼對存儲類型一無所知

缺點

不符合Go的使用習慣
控制較少：無法防止在事務中啟動事務，可能會產生意想不到的副作用，代碼審查時必須考慮到這一點

2. 事務感知存儲庫

工作原理：事務管理器啟動事務并將事務放入回調，存儲庫工廠方法使用事務創建自己。

為了啟動事務，我們需要實體：Manager

type Manager interface {
 Run(
  ctx context.Context,
  callback func(ctx context.Context, tx *sql.Tx) error,
 ) error
}

transaction.Manager 實現：

package transaction

import (
 "context"
 "database/sql"
 "github.com/pkg/errors"
 "go.uber.org/multierr"
)

type txKey string

var ctxWithTx = txKey("tx")

type SQLTransactionManager struct {
 db *sql.DB
}

func NewManager(db *sql.DB) *SQLTransactionManager {
 return &SQLTransactionManager{db: db}
}

func (m *SQLTransactionManager) Run(
 ctx context.Context,
 callback func(ctx context.Context, tx *sql.Tx) error,
) (rErr error) {
 tx, err := m.db.BeginTx(ctx, &sql.TxOptions{})
 if err != nil {
  return errors.WithStack(err)
 }

 defer func() {
  if rErr != nil {
   rErr = multierr.Combine(rErr, errors.WithStack(tx.Rollback()))
  }
 }()

 defer func() {
  if rec := recover(); rec != nil {
   if e, ok := rec.(error); ok {
    rErr = e
   } else {
    rErr = errors.Errorf("%s", rec)
   }
  }
 }()

 if err = callback(ctx, tx); err != nil {
  return err
 }

 return errors.WithStack(tx.Commit())
}

DB實現：

package storage

import (
 "context"
 "database/sql"
)

type DB struct {
 db *sql.DB
}

func NewDB(db *sql.DB) *DB {
 return &DB{db: db}
}

func (d *DB) QueryRowContext(ctx context.Context, query string, args ...any) *sql.Row {
 return d.db.QueryRowContext(ctx, query, args...)
}

func (d *DB) QueryContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (*sql.Rows, error) {
 return d.db.QueryContext(ctx, query, args...)
}

func (d *DB) ExecContext(ctx context.Context, query string, args ...any) (sql.Result, error) {
 return d.db.ExecContext(ctx, query, args...)
}

func (d *DB) PrepareContext(ctx context.Context, query string) (*sql.Stmt, error) {
 return d.db.PrepareContext(ctx, query)
}

RegistrationService 負責用戶注冊業務場景

有兩種方法可以創建帶有事務的存儲庫：

存儲庫帶有結構方法 WithTransaction（示例中使用了該方法）
存儲庫工廠 userRepositoryFactory.CreateFromTransaction(tx)

package service

import (
 "brand/transaction/example2/model"
 "brand/transaction/example2/transaction"
 "context"
 "database/sql"
)

type UserRepository interface {
 Create(ctx context.Context, user *model.User) error
 WithTransaction(tx *sql.Tx) UserRepository
}

type ProfileRepository interface {
 Create(ctx context.Context, user *model.Profile) error
 WithTransaction(tx *sql.Tx) ProfileRepository
}

type RegistrationData struct {
 Email string
 Name  string
}

type RegistrationService struct {
 transactionManager transaction.Manager
 userRepository     UserRepository
 profileRepository  ProfileRepository
}

func NewRegistrationService(
 transactionManager transaction.Manager,
 userRepository UserRepository,
 profileRepository ProfileRepository,
) *RegistrationService {
 return &RegistrationService{
  transactionManager: transactionManager,
  userRepository:     userRepository,
  profileRepository:  profileRepository,
 }
}

func (s *RegistrationService) Register(ctx context.Context, data RegistrationData) error {
 return s.transactionManager.Run(ctx, func(ctx context.Context, tx *sql.Tx) error {
  userRepository := s.userRepository.WithTransaction(tx)
  profileRepository := s.profileRepository.WithTransaction(tx)

  if err := userRepository.Create(ctx, &model.User{
   Email: data.Email,
  }); err != nil {
   return err
  }

  if err := profileRepository.Create(ctx, &model.Profile{
   Name: data.Name,
  }); err != nil {
   return err
  }

  return nil
 })
}

User和ProfileRepository的實現：

package storage

import (
 "brand/transaction"
 "brand/transaction/example2/model"
 "brand/transaction/example2/service"
 "context"
 "database/sql"
)

type ProfileRepository struct {
 db transaction.DB
}

func NewProfileRepository(db transaction.DB) *ProfileRepository {
 return &ProfileRepository{db: db}
}

func (r *ProfileRepository) Create(ctx context.Context, profile *model.Profile) error {
 _, err := r.db.ExecContext(ctx, "INSERT ...", profile.Name)

 return err
}

func (r *ProfileRepository) WithTransaction(tx *sql.Tx) service.ProfileRepository {
 return NewProfileRepository(tx)
}

package storage

import (
 "brand/transaction"
 "brand/transaction/example2/model"
 "brand/transaction/example2/service"
 "context"
 "database/sql"
)

type UserRepository struct {
 db transaction.DB
}

func NewUserRepository(db transaction.DB) *UserRepository {
 return &UserRepository{db: db}
}

func (r *UserRepository) Create(ctx context.Context, user *model.User) error {
 _, err := r.db.ExecContext(ctx, "INSERT ...", user.Email)

 return err
}

func (r *UserRepository) WithTransaction(tx *sql.Tx) service.UserRepository {
 return NewUserRepository(tx)
}

優點：

更明確：在注冊服務內部創建事務，可避免副作用

缺點：

客戶端代碼知道存儲類型
客戶端代碼負責創建新的存儲庫

我相信任何一種方法都能使代碼更易讀、更簡單，但建議使用第一種方法，從而可以隱藏存儲細節，使我們能夠在一個項目中使用多個存儲，而無需考慮實現和存儲細節。

package storage

import (
 "brand/transaction"
 "brand/transaction/example2/model"
 "brand/transaction/example2/service"
 "context"
 "database/sql"
)

type UserRepository struct {
 db transaction.DB
}

func NewUserRepository(db transaction.DB) *UserRepository {
 return &UserRepository{db: db}
}

func (r *UserRepository) Create(ctx context.Context, user *model.User) error {
 _, err := r.db.ExecContext(ctx, "INSERT ...", user.Email)

 return err
}

func (r *UserRepository) WithTransaction(tx *sql.Tx) service.UserRepository {
 return NewUserRepository(tx)
}

責任編輯：趙寧寧來源： DeepNoMind

Golang 數據庫

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Golang 數據庫事務實踐

1. 事務感知上下文

2. 事務感知存儲庫