Rozmowa Spring Boot: Propagacja Transakcji

// Demonstracja koncepcji propagacji
@Service
public class OrderService {

    private final PaymentService paymentService;
    private final OrderRepository orderRepository;

    // Transakcja nadrzędna - rozpoczyna nową transakcję
    @Transactional
    public void createOrder(OrderRequest request) {
        // Zapisuje zamówienie w bieżącej transakcji
        Order order = orderRepository.save(new Order(request));

        // Wywołanie innej metody @Transactional
        // Propagacja decyduje: ta sama transakcja czy nowa?
        paymentService.processPayment(order.getId(), request.getAmount());
    }
}

@Service
public class PaymentService {

    // Domyślna propagacja: REQUIRED
    // Dołącza do istniejącej transakcji z createOrder()
    @Transactional
    public void processPayment(Long orderId, BigDecimal amount) {
        // Wykonuje się w TEJ SAMEJ transakcji co createOrder()
        // Jeśli ta metoda zawiedzie, zamówienie również zostanie cofnięte
    }
}

// REQUIRED: domyślne zachowanie
@Service
public class UserService {

    private final UserRepository userRepository;
    private final AuditService auditService;

    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
    public void updateUser(Long userId, UserUpdateRequest request) {
        // Rozpoczyna transakcję, jeśli żadna nie istnieje
        User user = userRepository.findById(userId).orElseThrow();
        user.setEmail(request.getEmail());
        userRepository.save(user);

        // Audyt dołącza do tej samej transakcji
        auditService.logUpdate(userId, "EMAIL_CHANGED");
    }
}

@Service
public class AuditService {

    private final AuditLogRepository auditLogRepository;

    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
    public void logUpdate(Long userId, String action) {
        // Dołącza do transakcji updateUser()
        // Commit lub rollback razem
        auditLogRepository.save(new AuditLog(userId, action, Instant.now()));
    }
}

updateUser() rozpoczyna TX-1
    ├── save(user)          → TX-1
    └── logUpdate()         → dołącza do TX-1 (REQUIRED)
           └── save(audit)  → TX-1

Jeśli logUpdate() zawiedzie → rollback TX-1 → user I audit anulowane

// REQUIRES_NEW: niezależna transakcja
@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);

        // Audyt MUSI być utrwalony nawet jeśli płatność później zawiedzie
        auditService.logPaymentAttempt(orderId, amount);

        // Symulacja błędu po audycie
        if (amount.compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {
            throw new InvalidAmountException("Negative amount");
        }
    }
}

@Service
public class PaymentAuditService {

    private final PaymentAuditRepository auditRepository;

    // REQUIRES_NEW: zatwierdza niezależnie od transakcji nadrzędnej
    @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
    public void logPaymentAttempt(Long orderId, BigDecimal amount) {
        // Utworzona nowa transakcja TX-2
        // TX-1 (processPayment) jest zawieszona
        auditRepository.save(new PaymentAudit(orderId, amount, "ATTEMPTED"));
        // TX-2 zatwierdza tutaj, niezależnie od TX-1
    }
}

processPayment() rozpoczyna TX-1
    ├── save(payment)              → TX-1
    ├── logPaymentAttempt()        → TX-1 ZAWIESZONA
    │       └── rozpoczyna TX-2    → nowa transakcja
    │       └── save(audit)        → TX-2
    │       └── COMMIT TX-2        → audit utrwalony
    │       └── TX-1 WZNAWIA
    └── throw InvalidAmountException
        └── ROLLBACK TX-1          → płatność anulowana, ale audit zachowany

// NESTED: savepoint w transakcji nadrzędnej
@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 {
                // Każdy element przetwarzany jest z savepointem
                itemProcessor.processItem(item);
                result.addSuccess(item.getId());
            } catch (ProcessingException e) {
                // Rollback tylko tego elementu, nie całego batcha
                result.addFailure(item.getId(), e.getMessage());
            }
        }

        return result; // Commit udanych elementów
    }
}

@Service
public class ItemProcessor {

    private final ItemRepository itemRepository;

    // NESTED: tworzy savepoint, częściowy rollback możliwy
    @Transactional(propagation = Propagation.NESTED)
    public void processItem(Item item) {
        item.setStatus("PROCESSING");
        itemRepository.save(item);

        // Walidacja biznesowa
        if (!isValid(item)) {
            throw new ProcessingException("Invalid item");
            // Rollback do savepointa → tylko ten element
        }

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

NESTED:
├── Używa savepointa w TX nadrzędnej
├── W przypadku błędu → rollback do savepointa
├── Jeśli TX nadrzędna robi rollback → NESTED również się cofa
└── Wydajniejsze (brak nowego połączenia)

REQUIRES_NEW:
├── Tworzy całkowicie niezależną transakcję
├── W przypadku błędu → rollback tylko TX potomnej
├── Jeśli TX nadrzędna robi rollback → TX potomna JUŻ ZATWIERDZONA
└── Wymaga nowego połączenia

// SUPPORTS: opcjonalna transakcja
@Service
public class ReportingService {

    private final ReportRepository reportRepository;

    // SUPPORTS: działa z transakcją lub bez
    // Przydatne dla odczytów niewymagających gwarancji transakcyjnych
    @Transactional(propagation = Propagation.SUPPORTS)
    public Report generateReport(Long reportId) {
        // Jeśli wywoływana z metody @Transactional → używa jej TX
        // Jeśli wywoływana bezpośrednio → bez transakcji (odczyt OK)
        return reportRepository.generateComplexReport(reportId);
    }
}

@Service
public class ExternalNotificationService {

    private final ExternalApiClient apiClient;

    // NOT_SUPPORTED: nigdy w transakcji
    // Unika blokowania TX podczas wolnego wywołania zewnętrznego
    @Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
    public void sendExternalNotification(String message) {
        // TX nadrzędna zawieszona podczas wywołania
        apiClient.send(message); // Potencjalnie wolne wywołanie HTTP
        // TX nadrzędna wznawia po
    }
}

// Przykład łącznego użycia
@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);

        // Generowanie raportu w tej samej TX (SUPPORTS)
        Report report = reportingService.generateReport(orderId);

        // Powiadomienie zewnętrzne POZA transakcją (NOT_SUPPORTED)
        // Unika timeoutu TX, jeśli zewnętrzne API jest wolne
        notificationService.sendExternalNotification(
            "Order " + orderId + " completed"
        );
    }
}

// MANDATORY: musi być wywołane z wnętrza transakcji
@Service
public class AuditService {

    private final AuditRepository auditRepository;

    // MANDATORY: odmawia wykonania bez istniejącej transakcji
    // Gwarantuje, że audyt jest zawsze atomowy z audytowaną operacją
    @Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY)
    public void logCriticalAction(String action, Long entityId) {
        // Jeśli wywołane bez transakcji → IllegalTransactionStateException
        auditRepository.save(new AuditLog(action, entityId, Instant.now()));
    }
}

// CacheService.java
// NEVER: nigdy nie może być w transakcji
@Service
public class CacheService {

    private final CacheManager cacheManager;

    // NEVER: cache nie powinien uczestniczyć w transakcjach
    // Unika niespójności między cache a DB po rollbacku
    @Transactional(propagation = Propagation.NEVER)
    public void invalidateCache(String cacheKey) {
        // Jeśli wywołane z @Transactional → IllegalTransactionStateException
        cacheManager.getCache("entities").evict(cacheKey);
    }
}

// Poprawne użycie MANDATORY
@Service
public class SecurityService {

    private final AuditService auditService;

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

        // Audyt MUSI być w tej samej transakcji
        // MANDATORY wymusza to ograniczenie architektoniczne
        auditService.logCriticalAction("PASSWORD_CHANGE", userId);
    }

    // BŁĄD: bezpośrednie wywołanie bez transakcji
    public void badUsage() {
        // Rzuca IllegalTransactionStateException, ponieważ brak TX
        auditService.logCriticalAction("TEST", 1L);
    }
}

// KLASYCZNY BŁĄD: self-invocation
@Service
public class BrokenService {

    private final ItemRepository itemRepository;

    public void processItems(List<Long> itemIds) {
        for (Long id : itemIds) {
            // PUŁAPKA: wywołanie wewnętrzne → omija proxy
            // @Transactional na processItem() jest IGNOROWANE
            processItem(id);
        }
    }

    @Transactional
    public void processItem(Long itemId) {
        // Ta transakcja NIGDY nie jest tworzona przy wywołaniach wewnętrznych
        Item item = itemRepository.findById(itemId).orElseThrow();
        item.setStatus("PROCESSED");
        itemRepository.save(item);
    }
}

// Rozwiązanie 1: Self-injection
@Service
public class FixedServiceWithSelfInjection {

    private final ItemRepository itemRepository;

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

    public void processItems(List<Long> itemIds) {
        for (Long id : itemIds) {
            // Wywołanie przez proxy → @Transactional działa
            self.processItem(id);
        }
    }

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

// Rozwiązanie 2: Podział na dwa serwisy (zalecane)
@Service
public class ItemOrchestrator {

    private final ItemProcessor processor;

    public void processItems(List<Long> itemIds) {
        for (Long id : itemIds) {
            // Wywołanie do innego beana → proxy działa
            processor.processItem(id);
        }
    }
}

@Service
public class ItemProcessor {

    private final ItemRepository itemRepository;

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

// Zachowanie rollbacka w zależności od typu wyjątku
@Service
public class TransactionRollbackDemo {

    private final OrderRepository orderRepository;

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

    // Checked Exception → BRAK rollbacka domyślnie
    @Transactional
    public void methodWithCheckedException() throws IOException {
        orderRepository.save(new Order());
        throw new IOException("File error"); // I tak COMMIT!
    }

    // Wymuszenie rollbacka przy checked exception
    @Transactional(rollbackFor = IOException.class)
    public void methodWithRollbackFor() throws IOException {
        orderRepository.save(new Order());
        throw new IOException("Error"); // ROLLBACK dzięki rollbackFor
    }

    // Wykluczenie RuntimeException z rollbacka
    @Transactional(noRollbackFor = BusinessException.class)
    public void methodWithNoRollbackFor() {
        orderRepository.save(new Order());
        throw new BusinessException("Warning"); // COMMIT mimo wyjątku
    }
}

// Spójna konfiguracja transakcyjna
@Service
public abstract class BaseTransactionalService {

    // Rollback dla wszystkich wyjątków (checked i 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) {
            // BRAK rollbacka - chcemy zachować zapis próby
            throw new InsufficientFundsException("Insufficient balance");
        }

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

// Połączenie izolacji + propagacji
@Service
public class IsolationDemo {

    private final AccountRepository accountRepository;

    // READ_COMMITTED: widzi dane zatwierdzone przez inne transakcje
    @Transactional(
        isolation = Isolation.READ_COMMITTED,
        propagation = Propagation.REQUIRED
    )
    public BigDecimal getAccountBalance(Long accountId) {
        // Może zobaczyć różne wartości przy ponownym odczycie podczas TX
        return accountRepository.findById(accountId)
            .map(Account::getBalance)
            .orElse(BigDecimal.ZERO);
    }

    // REPEATABLE_READ: gwarantuje ten sam odczyt podczas transakcji
    @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();

        // Nawet jeśli inna transakcja zmodyfikuje 'from' w międzyczasie,
        // zawsze widzimy wartość początkową (snapshot)
        from.debit(amount);
        to.credit(amount);

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

    // SERIALIZABLE: maksymalna izolacja, brak współbieżności
    @Transactional(
        isolation = Isolation.SERIALIZABLE,
        propagation = Propagation.REQUIRES_NEW
    )
    public void criticalOperation(Long accountId) {
        // Blokuje każdą inną transakcję na tych danych
        // Używać oszczędnie - wpływ na wydajność
        Account account = accountRepository.findById(accountId).orElseThrow();
        account.performCriticalUpdate();
        accountRepository.save(account);
    }
}

| Izolacja         | Dirty Read | Non-Repeatable | Phantom |
|------------------|------------|----------------|---------|
| READ_UNCOMMITTED | Możliwe    | Możliwe        | Możliwe |
| READ_COMMITTED   | Nie        | Możliwe        | Możliwe |
| REPEATABLE_READ  | Nie        | Nie            | Możliwe |
| SERIALIZABLE     | Nie        | Nie            | Nie     |

// Wzorzec Transactional Outbox
@Service
public class OutboxService {

    private final OutboxRepository outboxRepository;

    // Zapisuje zdarzenie w tej samej transakcji co encja biznesowa
    @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) {
        // Utworzenie zamówienia
        Order order = new Order(request);
        orderRepository.save(order);

        // Zdarzenie outbox w TEJ SAMEJ transakcji (MANDATORY)
        // Jeśli commit się powiedzie → oba są utrwalone
        // Jeśli rollback → żadne nie jest utrwalone
        outboxService.saveEvent(
            "ORDER",
            order.getId(),
            "ORDER_CREATED",
            toJson(new OrderCreatedEvent(order))
        );

        return order;
    }
}

// OutboxPublisher.java
// Oddzielny proces publikujący zdarzenia
@Service
public class OutboxPublisher {

    private final OutboxRepository outboxRepository;
    private final MessageBroker messageBroker;

    // Niezależna transakcja dla każdej publikacji
    @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);
        }
    }
}

// Testowanie zachowań propagacji
@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 - płatność w tej samej transakcji (REQUIRED)
        paymentService.processPayment(order.getId(), BigDecimal.TEN);

        // Then - oba widoczne przed commitem
        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 w REQUIRES_NEW
            orderId = orderService.createOrderWithAudit(new OrderRequest());
            throw new RuntimeException("Simulated failure after audit");
        } catch (RuntimeException e) {
            // Główna transakcja robi rollback
        }

        // Then - audit (REQUIRES_NEW) nadal zatwierdzony
        assertThat(findAuditLog(orderId)).isNotNull();
        // Ale zamówienie zostało cofnięte
        assertThat(findOrder(orderId)).isNull();
    }

    @Test
    void mandatory_shouldThrowWithoutTransaction() {
        // Given - brak aktywnej transakcji

        // When/Then - musi rzucić wyjątek
        assertThatThrownBy(() -> auditService.logCriticalAction("TEST", 1L))
            .isInstanceOf(IllegalTransactionStateException.class)
            .hasMessageContaining("No existing transaction");
    }
}

// Test integracyjny z rzeczywistym rollbackiem i commitem
@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 - przetwarzanie batchowe z NESTED
        BatchResult result = orderService.processBatchWithNested(
            List.of(validItem(), invalidItem(), validItem())
        );

        // Then - tylko poprawne elementy są utrwalone
        assertThat(result.getSuccessCount()).isEqualTo(2);
        assertThat(result.getFailureCount()).isEqualTo(1);
        assertThat(orderRepository.findAll().size()).isEqualTo(initialCount + 2);
    }
}

// Scentralizowana konfiguracja transakcji
@Configuration
@EnableTransactionManagement
public class TransactionConfig {

    // Domyślny timeout dla wszystkich transakcji
    @Bean
    public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
        DataSourceTransactionManager tm = new DataSourceTransactionManager(dataSource);
        tm.setDefaultTimeout(30); // 30 sekund maksymalnie na transakcję
        return tm;
    }
}

// BaseService.java
// Domyślne adnotacje dla serwisów
@Service
@Transactional(
    readOnly = true, // Tylko do odczytu domyślnie
    rollbackFor = Exception.class // Rollback przy każdym wyjątku
)
public abstract class BaseService {
    // Metody odczytu dziedziczą readOnly = true
}

// OrderService.java
// Serwis ze spójną konfiguracją
@Service
public class OrderService extends BaseService {

    private final OrderRepository orderRepository;

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

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

    // Jawna konfiguracja dla przypadków krytycznych
    @Transactional(
        readOnly = false,
        propagation = Propagation.REQUIRES_NEW,
        isolation = Isolation.SERIALIZABLE,
        timeout = 10
    )
    public void criticalOperation(Long orderId) {
        // Operacja z maksymalną izolacją i krótkim timeoutem
    }
}

Konfiguracja transakcji - Checklista

✅ readOnly = true domyślnie, jawny override dla zapisów
✅ rollbackFor = Exception.class aby uwzględnić checked exceptions
✅ Odpowiedni timeout w zależności od typu operacji
✅ Unikać wywołań wewnętrznych (@Transactional ignorowane)
✅ REQUIRES_NEW tylko gdy niezależny commit jest konieczny
✅ MANDATORY aby zagwarantować kontekst transakcyjny
✅ Jawne testy zachowań rollbacka
✅ Monitorować długotrwałe transakcje
✅ Dokumentować niestandardowe wybory propagacji