ActiveRecord 事務機制詳解：ACID 保證、嵌套行為、異常處理與對象狀態陷阱

事務基本用法

ActiveRecord::Base.transaction 開啟數據庫事務，塊內所有操作要么全部提交，要么全部回滾。

Account.transaction do
  account1.deposit(100)
  account2.withdraw(100)
end

完整示例：轉賬業務

# 遷移
create_table :accounts, force: true do |t|
  t.string :number
  t.decimal :balance, precision: 10, scale: 2, default: 0
end

# 模型
class Account < ActiveRecord::Base
  validate :balance_must_be_non_negative
  
  def withdraw(amount)
    adjust_balance_and_save(-amount)
  end
  
  def deposit(amount)
    adjust_balance_and_save(amount)
  end
  
  private
  def adjust_balance_and_save(amount)
    self.balance += amount
    save!  # 驗證失敗拋出異常，觸發事務回滾
  end
  
  def balance_must_be_non_negative
    errors.add(:balance, "is negative") if balance < 0
  end
end

# 業務代碼
peter = Account.create!(balance: 100, number: "12345")
paul  = Account.create!(balance: 200, number: "23456")

# 正常轉賬
Account.transaction do
  paul.deposit(10)
  peter.withdraw(10)
end
# 兩賬戶餘額正確變更

# 異常轉賬（餘額不足）
Account.transaction do
  paul.deposit(350)
  peter.withdraw(350)  # 觸發驗證失敗，拋出 ActiveRecord::RecordInvalid
end
# 事務回滾，數據庫恢復初始值

關鍵行為細節

1. 異常類型決定回滾與否

• 繼承自 StandardError 的異常（如 ActiveRecord::RecordInvalid、RuntimeError、自定義業務異常）→ 觸發回滾，並向外拋出。
• 非 StandardError 異常（如 Exception、SignalException、SystemExit、NoMemoryError）→ 不捕獲，不回滾，直接向上傳播（極少見）。

2. 手動觸發回滾

Account.transaction do
  paul.deposit(100)
  raise ActiveRecord::Rollback if some_condition  # 靜默回滾，不拋出異常
end

3. 嵌套事務：默認創建保存點

User.transaction do
  User.create!(name: "Outer")
  User.transaction do
    User.create!(name: "Inner")
    raise ActiveRecord::Rollback  # 僅回滾內層
  end
end
# 結果：Outer 被保存，Inner 被回滾

• 內層 Rollback 僅回滾到保存點，外層繼續提交。
• 需強制內層異常導致外層回滾：User.transaction(requires_new: true) { ... }（會開啟新數據庫連接，慎用）。

4. 對象狀態不回滾陷阱 ⚠️

Account.transaction do
  paul.deposit(350)   # paul.balance 內存變為 550
  peter.withdraw(350) # 異常，事務回滾
end

puts paul.balance  # => 550 （內存對象未恢復！）
puts peter.balance # => -250

ActiveRecord 不追蹤對象屬性變更，事務回滾僅影響數據庫。後續使用這些對象會導致邏輯錯誤。

解決方案

1. 事務後重新加載：paul.reload; peter.reload。
2. 使用 object_transactions gem（社區方案，自動快照/恢復屬性）。
3. 設計無狀態服務層：事務內僅操作數據庫，不依賴內存對象狀態進行後續業務判斷。

事務隔離級別

通過 :isolation 選項指定（需數據庫支持）：

Account.transaction(isolation: :serializable) do
  # 最高隔離，防止幻讀，性能最低
end

# 可用值：:read_uncommitted, :read_committed, :repeatable_read, :serializable

跨模型事務

任何 ActiveRecord::Base 子類均可調用 transaction，效果相同：

Order.transaction do
  order.save!
  Inventory.decrement_stock!(order.items)
  Payment.charge!(order.user, order.total)
end

總結

ActiveRecord 事務提供了可靠的 ACID 保障，但開發者必須牢記：

1. 用 save!/create! 觸發異常回滾，避免靜默失敗。
2. 嵌套事務默認保存點，內層 Rollback 不影響外層。
3. 事務回滾不恢復 Ruby 對象屬性，後續務必 reload 或重新查詢。
4. 長事務殺手：避免在事務中發送郵件、調用外部 API、進行複雜計算，保持事務短小精悍。

「事務是數據庫的安全帶，不是業務邏輯的萬能膠水。」