正文：

在分布式系统和复杂业务逻辑中，数据一致性是开发者必须面对的挑战。MongoDB自4.0版本起支持多文档事务（ACID特性），为JS全栈开发提供了强大的数据一致性保障能力。本文将带你深入掌握MongoDB事务的核心用法，并通过Node.js实战案例演示如何在高并发场景下确保数据安全。

一、MongoDB事务的核心特性

MongoDB事务与传统关系型数据库事务类似，具备四大特性：
1. 原子性（Atomicity）：事务内的操作要么全部成功，要么全部回滚
2. 一致性（Consistency）：事务执行前后数据库状态保持一致
3. 隔离性（Isolation）：并发事务互不干扰
4. 持久性（Durability）：事务提交后数据永久保存

注意：MongoDB默认事务超时时间为60秒，超过将自动中止。

二、MongoDB事务的三种使用场景

1. 单会话事务（推荐）

适用于大多数业务场景，通过一个会话（Session）管理事务生命周期：

const session = db.getMongo().startSession();
try {
  session.startTransaction({
    readConcern: { level: 'snapshot' },
    writeConcern: { w: 'majority' }
  });
  
  await db.collection('orders').insertOne({ item: '手机', price: 3999 }, { session });
  await db.collection('inventory').updateOne(
    { item: '手机' },
    { $inc: { stock: -1 } },
    { session }
  );
  
  await session.commitTransaction();
} catch (error) {
  await session.abortTransaction();
  throw error;
} finally {
  session.endSession();
}

2. 跨分片事务

在分片集群中使用时需要满足：
- 所有分片必须为v4.2+版本
- 必须使用副本集部署

3. 与Change Streams结合

实现事件驱动架构下的最终一致性：

const changeStream = db.collection('orders').watch();
changeStream.on('change', async (change) => {
  const session = db.getMongo().startSession();
  try {
    session.startTransaction();
    // 处理关联数据变更
    await session.commitTransaction();
  } catch (e) {
    await session.abortTransaction();
  }
});

三、JS全栈开发中的最佳实践

1. Mongoose集成方案

在Mongoose中启用事务需要显式传递session对象：

const result = await mongoose.connection.transaction(async (session) => {
  const order = new Order({ product: '笔记本', total: 5999 });
  await order.save({ session });
  
  await Inventory.updateOne(
    { product: '笔记本' },
    { $inc: { quantity: -1 } },
    { session }
  );
  
  return order;
});

2. 性能优化技巧

• 将事务持续时间控制在500ms以内
• 避免在事务中执行耗时的计算操作
• 使用readConcern: 'snapshot'提高读取一致性

3. 错误处理策略

实现自动重试机制（指数退避算法）：

const withRetry = async (fn, retries = 3) => {
  let lastErr;
  for (let i = 0; i < retries; i++) {
    try {
      return await fn();
    } catch (err) {
      lastErr = err;
      if (err.code === 251) { // 事务冲突错误码
        await new Promise(res => setTimeout(res, 100 * Math.pow(2, i)));
        continue;
      }
      break;
    }
  }
  throw lastErr;
};

四、真实电商场景案例

假设我们需要处理订单支付流程：
1. 扣减库存
2. 创建订单
3. 更新用户积分

async function processPayment(userId, productId) {
  const session = await mongoose.startSession();
  try {
    session.startTransaction();
    
    // 1. 库存检查与扣减
    const inventory = await Inventory.findOneAndUpdate(
      { productId, stock: { $gt: 0 } },
      { $inc: { stock: -1 } },
      { new: true, session }
    ).lean();
    
    if (!inventory) throw new Error('库存不足');
    
    // 2. 创建订单
    const order = await Order.create([{
      userId,
      productId,
      status: 'paid'
    }], { session });
    
    // 3. 更新用户积分
    await User.updateOne(
      { _id: userId },
      { $inc: { points: 10 } },
      { session }
    );
    
    await session.commitTransaction();
    return order[0];
  } catch (error) {
    await session.abortTransaction();
    logger.error(`支付处理失败: ${error}`);
    throw error;
  } finally {
    session.endSession();
  }
}

五、事务监控与调试

1. 通过db.currentOp()查看运行中的事务
2. 使用$transaction聚合阶段跟踪事务状态
3. 在Atlas控制台查看事务指标

关键指标：
- 事务平均持续时间
- 冲突率
- 回滚率

掌握这些知识后，你可以在JS全栈应用中构建出高可靠的数据处理流程。记住，事务虽强大，但不应滥用——仅在需要强一致性的关键业务路径使用，普通场景仍建议采用MongoDB的原子操作符实现轻量级更新。