Questions entretien Spring Boot : propagation des transactions expliquée

// Démonstration du concept de propagation
@Service
public class OrderService {

    private final PaymentService paymentService;
    private final OrderRepository orderRepository;

    // Transaction parent - démarre une nouvelle transaction
    @Transactional
    public void createOrder(OrderRequest request) {
        // Sauvegarde la commande dans la transaction courante
        Order order = orderRepository.save(new Order(request));

        // Appel d'une autre méthode @Transactional
        // La propagation détermine : même transaction ou nouvelle ?
        paymentService.processPayment(order.getId(), request.getAmount());
    }
}

@Service
public class PaymentService {

    // Propagation par défaut : REQUIRED
    // Rejoint la transaction existante de createOrder()
    @Transactional
    public void processPayment(Long orderId, BigDecimal amount) {
        // S'exécute dans la MÊME transaction que createOrder()
        // Si cette méthode échoue, la commande est également rollback
    }
}

// REQUIRED : comportement par défaut
@Service
public class UserService {

    private final UserRepository userRepository;
    private final AuditService auditService;

    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
    public void updateUser(Long userId, UserUpdateRequest request) {
        // Démarre une transaction si aucune n'existe
        User user = userRepository.findById(userId).orElseThrow();
        user.setEmail(request.getEmail());
        userRepository.save(user);

        // L'audit rejoint la même transaction
        auditService.logUpdate(userId, "EMAIL_CHANGED");
    }
}

@Service
public class AuditService {

    private final AuditLogRepository auditLogRepository;

    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
    public void logUpdate(Long userId, String action) {
        // Rejoint la transaction de updateUser()
        // Commit ou rollback ensemble
        auditLogRepository.save(new AuditLog(userId, action, Instant.now()));
    }
}

updateUser() démarre TX-1
    ├── save(user)          → TX-1
    └── logUpdate()         → rejoint TX-1 (REQUIRED)
           └── save(audit)  → TX-1

Si logUpdate() échoue → TX-1 rollback → user ET audit annulés

// REQUIRES_NEW : transaction indépendante
@Service
public class PaymentService {

    private final PaymentRepository paymentRepository;
    private final PaymentAuditService auditService;

    @Transactional
    public void processPayment(Long orderId, BigDecimal amount) {
        Payment payment = new Payment(orderId, amount);
        paymentRepository.save(payment);

        // L'audit DOIT être persisté même si le paiement échoue ensuite
        auditService.logPaymentAttempt(orderId, amount);

        // Simulation d'une erreur après l'audit
        if (amount.compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {
            throw new InvalidAmountException("Montant négatif");
        }
    }
}

@Service
public class PaymentAuditService {

    private final PaymentAuditRepository auditRepository;

    // REQUIRES_NEW : commit indépendant de la transaction parent
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
    public void logPaymentAttempt(Long orderId, BigDecimal amount) {
        // Nouvelle transaction TX-2 créée
        // TX-1 (processPayment) est suspendue
        auditRepository.save(new PaymentAudit(orderId, amount, "ATTEMPTED"));
        // TX-2 commit ici, indépendamment de TX-1
    }
}

processPayment() démarre TX-1
    ├── save(payment)              → TX-1
    ├── logPaymentAttempt()        → TX-1 SUSPENDUE
    │       └── démarre TX-2       → nouvelle transaction
    │       └── save(audit)        → TX-2
    │       └── TX-2 COMMIT        → audit persisté
    │       └── TX-1 REPREND
    └── throw InvalidAmountException
        └── TX-1 ROLLBACK          → payment annulé, mais audit conservé

// NESTED : savepoint dans la transaction parent
@Service
public class BatchProcessingService {

    private final ItemRepository itemRepository;
    private final ItemProcessor itemProcessor;

    @Transactional
    public BatchResult processBatch(List<Item> items) {
        BatchResult result = new BatchResult();

        for (Item item : items) {
            try {
                // Chaque item est traité avec un savepoint
                itemProcessor.processItem(item);
                result.addSuccess(item.getId());
            } catch (ProcessingException e) {
                // Rollback uniquement cet item, pas tout le batch
                result.addFailure(item.getId(), e.getMessage());
            }
        }

        return result; // Commit des items réussis
    }
}

@Service
public class ItemProcessor {

    private final ItemRepository itemRepository;

    // NESTED : crée un savepoint, rollback partiel possible
    @Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
    public void processItem(Item item) {
        item.setStatus("PROCESSING");
        itemRepository.save(item);

        // Validation métier
        if (!isValid(item)) {
            throw new ProcessingException("Item invalide");
            // Rollback jusqu'au savepoint → cet item uniquement
        }

        item.setStatus("COMPLETED");
        itemRepository.save(item);
    }
}

NESTED :
├── Utilise un savepoint dans TX parent
├── Si échec → rollback au savepoint
├── Si TX parent rollback → NESTED aussi rollback
└── Plus performant (pas de nouvelle connexion)

REQUIRES_NEW :
├── Crée une transaction complètement indépendante
├── Si échec → rollback TX enfant uniquement
├── Si TX parent rollback → TX enfant DÉJÀ COMMITÉE
└── Nouvelle connexion nécessaire

// SUPPORTS : transaction optionnelle
@Service
public class ReportingService {

    private final ReportRepository reportRepository;

    // SUPPORTS : fonctionne avec ou sans transaction
    // Utile pour les lectures qui n'ont pas besoin de garanties transactionnelles
    @Transactional(propagation = Propagation.SUPPORTS)
    public Report generateReport(Long reportId) {
        // Si appelé depuis une méthode @Transactional → utilise sa TX
        // Si appelé directement → pas de transaction (lecture seule OK)
        return reportRepository.generateComplexReport(reportId);
    }
}

@Service
public class ExternalNotificationService {

    private final ExternalApiClient apiClient;

    // NOT_SUPPORTED : jamais dans une transaction
    // Évite de bloquer la TX pendant un appel externe lent
    @Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
    public void sendExternalNotification(String message) {
        // TX parente suspendue pendant l'appel
        apiClient.send(message); // Appel HTTP potentiellement lent
        // TX parente reprend après
    }
}

// Exemple d'utilisation combinée
@Service
public class OrderService {

    private final OrderRepository orderRepository;
    private final ReportingService reportingService;
    private final ExternalNotificationService notificationService;

    @Transactional
    public void completeOrder(Long orderId) {
        Order order = orderRepository.findById(orderId).orElseThrow();
        order.setStatus("COMPLETED");
        orderRepository.save(order);

        // Génération du rapport dans la même TX (SUPPORTS)
        Report report = reportingService.generateReport(orderId);

        // Notification externe HORS transaction (NOT_SUPPORTED)
        // Évite timeout de la TX si l'API externe est lente
        notificationService.sendExternalNotification(
            "Order " + orderId + " completed"
        );
    }
}

// MANDATORY : doit être appelé depuis une transaction
@Service
public class AuditService {

    private final AuditRepository auditRepository;

    // MANDATORY : refuse de s'exécuter sans transaction existante
    // Garantit que l'audit est toujours atomique avec l'opération auditée
    @Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY)
    public void logCriticalAction(String action, Long entityId) {
        // Si appelé sans transaction → IllegalTransactionStateException
        auditRepository.save(new AuditLog(action, entityId, Instant.now()));
    }
}

// CacheService.java
// NEVER : ne doit jamais être dans une transaction
@Service
public class CacheService {

    private final CacheManager cacheManager;

    // NEVER : le cache ne doit pas participer aux transactions
    // Évite les incohérences entre cache et BDD après rollback
    @Transactional(propagation = Propagation.NEVER)
    public void invalidateCache(String cacheKey) {
        // Si appelé depuis une @Transactional → IllegalTransactionStateException
        cacheManager.getCache("entities").evict(cacheKey);
    }
}

// Utilisation correcte de MANDATORY
@Service
public class SecurityService {

    private final AuditService auditService;

    @Transactional
    public void changeUserPassword(Long userId, String newPassword) {
        // Opération sensible...
        updatePassword(userId, newPassword);

        // L'audit DOIT être dans la même transaction
        // MANDATORY garantit cette contrainte architecturale
        auditService.logCriticalAction("PASSWORD_CHANGE", userId);
    }

    // ERREUR : appel direct sans transaction
    public void badUsage() {
        // Lance IllegalTransactionStateException car pas de TX
        auditService.logCriticalAction("TEST", 1L);
    }
}

// ERREUR CLASSIQUE : self-invocation
@Service
public class BrokenService {

    private final ItemRepository itemRepository;

    public void processItems(List<Long> itemIds) {
        for (Long id : itemIds) {
            // PIÈGE : appel interne → contourne le proxy
            // @Transactional de processItem() est IGNORÉ
            processItem(id);
        }
    }

    @Transactional
    public void processItem(Long itemId) {
        // Cette transaction n'est JAMAIS créée lors d'un appel interne
        Item item = itemRepository.findById(itemId).orElseThrow();
        item.setStatus("PROCESSED");
        itemRepository.save(item);
    }
}

// Solution 1 : Injection de self
@Service
public class FixedServiceWithSelfInjection {

    private final ItemRepository itemRepository;

    @Lazy
    @Autowired
    private FixedServiceWithSelfInjection self; // Auto-injection

    public void processItems(List<Long> itemIds) {
        for (Long id : itemIds) {
            // Appel via le proxy → @Transactional fonctionne
            self.processItem(id);
        }
    }

    @Transactional
    public void processItem(Long itemId) {
        // Transaction correctement créée
        Item item = itemRepository.findById(itemId).orElseThrow();
        item.setStatus("PROCESSED");
        itemRepository.save(item);
    }
}

// Solution 2 : Séparer en deux services (recommandé)
@Service
public class ItemOrchestrator {

    private final ItemProcessor processor;

    public void processItems(List<Long> itemIds) {
        for (Long id : itemIds) {
            // Appel sur un autre bean → proxy fonctionne
            processor.processItem(id);
        }
    }
}

@Service
public class ItemProcessor {

    private final ItemRepository itemRepository;

    @Transactional
    public void processItem(Long itemId) {
        // Transaction correctement gérée
        Item item = itemRepository.findById(itemId).orElseThrow();
        item.setStatus("PROCESSED");
        itemRepository.save(item);
    }
}

// Comportement du rollback selon le type d'exception
@Service
public class TransactionRollbackDemo {

    private final OrderRepository orderRepository;

    // RuntimeException → ROLLBACK automatique
    @Transactional
    public void methodWithRuntimeException() {
        orderRepository.save(new Order());
        throw new RuntimeException("Erreur"); // ROLLBACK
    }

    // Checked Exception → PAS de rollback par défaut
    @Transactional
    public void methodWithCheckedException() throws IOException {
        orderRepository.save(new Order());
        throw new IOException("Erreur fichier"); // COMMIT quand même !
    }

    // Forcer le rollback sur checked exception
    @Transactional(rollbackFor = IOException.class)
    public void methodWithRollbackFor() throws IOException {
        orderRepository.save(new Order());
        throw new IOException("Erreur"); // ROLLBACK grâce à rollbackFor
    }

    // Exclure une RuntimeException du rollback
    @Transactional(noRollbackFor = BusinessException.class)
    public void methodWithNoRollbackFor() {
        orderRepository.save(new Order());
        throw new BusinessException("Warning"); // COMMIT malgré l'exception
    }
}

// Configuration transactionnelle cohérente
@Service
public abstract class BaseTransactionalService {

    // Rollback sur toutes les exceptions (checked et unchecked)
    @Transactional(rollbackFor = Exception.class)
    protected void executeInTransaction(Runnable operation) {
        operation.run();
    }
}

// PaymentService.java
@Service
public class PaymentService extends BaseTransactionalService {

    private final PaymentRepository paymentRepository;

    @Transactional(
        rollbackFor = Exception.class,
        noRollbackFor = InsufficientFundsException.class
    )
    public PaymentResult processPayment(PaymentRequest request) {
        Payment payment = new Payment(request);
        paymentRepository.save(payment);

        if (request.getAmount().compareTo(getBalance()) > 0) {
            // Ne rollback PAS - on veut garder la trace de la tentative
            throw new InsufficientFundsException("Solde insuffisant");
        }

        return new PaymentResult(payment.getId(), "SUCCESS");
    }
}

// Combinaison isolation + propagation
@Service
public class IsolationDemo {

    private final AccountRepository accountRepository;

    // READ_COMMITTED : voit les données commitées par d'autres transactions
    @Transactional(
        isolation = Isolation.READ_COMMITTED,
        propagation = Propagation.REQUIRED
    )
    public BigDecimal getAccountBalance(Long accountId) {
        // Peut voir des valeurs différentes si relu pendant la transaction
        return accountRepository.findById(accountId)
            .map(Account::getBalance)
            .orElse(BigDecimal.ZERO);
    }

    // REPEATABLE_READ : garantit la même lecture pendant la transaction
    @Transactional(
        isolation = Isolation.REPEATABLE_READ,
        propagation = Propagation.REQUIRED
    )
    public void transferWithConsistentRead(Long fromId, Long toId, BigDecimal amount) {
        Account from = accountRepository.findById(fromId).orElseThrow();
        Account to = accountRepository.findById(toId).orElseThrow();

        // Même si une autre transaction modifie 'from' entre-temps,
        // on voit toujours la valeur initiale (snapshot)
        from.debit(amount);
        to.credit(amount);

        accountRepository.save(from);
        accountRepository.save(to);
    }

    // SERIALIZABLE : isolation maximale, pas de concurrence
    @Transactional(
        isolation = Isolation.SERIALIZABLE,
        propagation = Propagation.REQUIRES_NEW
    )
    public void criticalOperation(Long accountId) {
        // Bloque toute autre transaction sur ces données
        // Utiliser avec parcimonie - impact performance
        Account account = accountRepository.findById(accountId).orElseThrow();
        account.performCriticalUpdate();
        accountRepository.save(account);
    }
}

| Isolation        | Dirty Read | Non-Repeatable | Phantom |
|------------------|------------|----------------|---------|
| READ_UNCOMMITTED | Possible   | Possible       | Possible|
| READ_COMMITTED   | Non        | Possible       | Possible|
| REPEATABLE_READ  | Non        | Non            | Possible|
| SERIALIZABLE     | Non        | Non            | Non     |

// Pattern Transactional Outbox
@Service
public class OutboxService {

    private final OutboxRepository outboxRepository;

    // Sauvegarde l'événement dans la même transaction que l'entité métier
    @Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY)
    public void saveEvent(String aggregateType, Long aggregateId, String eventType, String payload) {
        OutboxEvent event = OutboxEvent.builder()
            .aggregateType(aggregateType)
            .aggregateId(aggregateId)
            .eventType(eventType)
            .payload(payload)
            .status("PENDING")
            .createdAt(Instant.now())
            .build();
        outboxRepository.save(event);
    }
}

@Service
public class OrderService {

    private final OrderRepository orderRepository;
    private final OutboxService outboxService;

    @Transactional
    public Order createOrder(OrderRequest request) {
        // Création de la commande
        Order order = new Order(request);
        orderRepository.save(order);

        // Événement outbox dans la MÊME transaction (MANDATORY)
        // Si commit réussit → les deux sont persistés
        // Si rollback → aucun n'est persisté
        outboxService.saveEvent(
            "ORDER",
            order.getId(),
            "ORDER_CREATED",
            toJson(new OrderCreatedEvent(order))
        );

        return order;
    }
}

// OutboxPublisher.java
// Processus séparé qui publie les événements
@Service
public class OutboxPublisher {

    private final OutboxRepository outboxRepository;
    private final MessageBroker messageBroker;

    // Transaction indépendante pour chaque publication
    @Scheduled(fixedDelay = 1000)
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
    public void publishPendingEvents() {
        List<OutboxEvent> events = outboxRepository
            .findByStatusOrderByCreatedAt("PENDING");

        for (OutboxEvent event : events) {
            try {
                messageBroker.publish(event.getEventType(), event.getPayload());
                event.setStatus("PUBLISHED");
                event.setPublishedAt(Instant.now());
            } catch (Exception e) {
                event.setStatus("FAILED");
                event.setError(e.getMessage());
            }
            outboxRepository.save(event);
        }
    }
}

// Tests des comportements de propagation
@SpringBootTest
@Transactional
class TransactionPropagationTest {

    @Autowired
    private OrderService orderService;

    @Autowired
    private PaymentService paymentService;

    @Autowired
    private TestEntityManager entityManager;

    @Test
    void required_shouldShareTransaction() {
        // Given
        Order order = orderService.createOrder(new OrderRequest());

        // When - payment dans la même transaction (REQUIRED)
        paymentService.processPayment(order.getId(), BigDecimal.TEN);

        // Then - les deux sont visibles avant commit
        entityManager.flush();
        assertThat(entityManager.find(Order.class, order.getId())).isNotNull();
        assertThat(entityManager.find(Payment.class, order.getId())).isNotNull();
    }

    @Test
    void requiresNew_shouldCommitIndependently() {
        // Given
        Long orderId = null;

        try {
            // When - audit dans REQUIRES_NEW
            orderId = orderService.createOrderWithAudit(new OrderRequest());
            throw new RuntimeException("Simulated failure after audit");
        } catch (RuntimeException e) {
            // Transaction principale rollback
        }

        // Then - l'audit (REQUIRES_NEW) est quand même commitée
        assertThat(findAuditLog(orderId)).isNotNull();
        // Mais la commande est rollback
        assertThat(findOrder(orderId)).isNull();
    }

    @Test
    void mandatory_shouldThrowWithoutTransaction() {
        // Given - aucune transaction active

        // When/Then - doit lancer une exception
        assertThatThrownBy(() -> auditService.logCriticalAction("TEST", 1L))
            .isInstanceOf(IllegalTransactionStateException.class)
            .hasMessageContaining("No existing transaction");
    }
}

// Test d'intégration avec rollback et commit réels
@SpringBootTest
class PropagationIntegrationTest {

    @Autowired
    private OrderService orderService;

    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;

    @Autowired
    private AuditLogRepository auditLogRepository;

    @Test
    void nested_shouldRollbackOnlyNestedOnFailure() {
        // Given
        int initialCount = orderRepository.findAll().size();

        // When - traitement batch avec NESTED
        BatchResult result = orderService.processBatchWithNested(
            List.of(validItem(), invalidItem(), validItem())
        );

        // Then - seuls les items valides sont persistés
        assertThat(result.getSuccessCount()).isEqualTo(2);
        assertThat(result.getFailureCount()).isEqualTo(1);
        assertThat(orderRepository.findAll().size()).isEqualTo(initialCount + 2);
    }
}

// Configuration centralisée des transactions
@Configuration
@EnableTransactionManagement
public class TransactionConfig {

    // Timeout par défaut pour toutes les transactions
    @Bean
    public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
        DataSourceTransactionManager tm = new DataSourceTransactionManager(dataSource);
        tm.setDefaultTimeout(30); // 30 secondes max par transaction
        return tm;
    }
}

// BaseService.java
// Annotations par défaut pour les services
@Service
@Transactional(
    readOnly = true, // Lecture seule par défaut
    rollbackFor = Exception.class // Rollback sur toute exception
)
public abstract class BaseService {
    // Méthodes de lecture héritent de readOnly = true
}

// OrderService.java
// Service avec configuration cohérente
@Service
public class OrderService extends BaseService {

    private final OrderRepository orderRepository;

    // Hérite de readOnly = true
    public Order findById(Long id) {
        return orderRepository.findById(id).orElseThrow();
    }

    // Override pour les écritures
    @Transactional(readOnly = false)
    public Order createOrder(OrderRequest request) {
        return orderRepository.save(new Order(request));
    }

    // Configuration explicite pour les cas critiques
    @Transactional(
        readOnly = false,
        propagation = Propagation.REQUIRES_NEW,
        isolation = Isolation.SERIALIZABLE,
        timeout = 10
    )
    public void criticalOperation(Long orderId) {
        // Opération avec isolation maximale et timeout court
    }
}

Configuration transactionnelle - Checklist

✅ readOnly = true par défaut, override explicite pour les écritures
✅ rollbackFor = Exception.class pour inclure les checked exceptions
✅ Timeout approprié selon le type d'opération
✅ Éviter les appels internes (@Transactional ignoré)
✅ REQUIRES_NEW uniquement si commit indépendant nécessaire
✅ MANDATORY pour garantir le contexte transactionnel
✅ Tests explicites des comportements de rollback
✅ Monitoring des transactions longues
✅ Documentation des choix de propagation non-standard