2. Go 数据库基础：database/sql 接口、连接池配置、事务对象获取

在构建具备事务边界的 API 之前，必须扎实掌握 Go 标准库 database/sql 的核心抽象。本章将深入剖析接口设计、连接池调优以及事务对象 *sql.Tx 的获取方式，为后续的声明式事务与补偿机制奠定基础。

2.1 database/sql 接口体系

database/sql 是 Go 官方提供的数据库操作抽象层，它定义了一组通用接口，不绑定任何具体数据库驱动。所有主流数据库（PostgreSQL、MySQL、SQLite、SQL Server 等）均通过实现 driver.Driver 接口接入该体系。

2.2 连接池配置与调优

连接池的默认配置通常不适合生产环境。不合理的配置会导致连接耗尽、延迟飙升或资源泄漏。以下四个参数直接决定连接池行为：

• SetMaxOpenConns：最大打开连接数（含正在使用的和空闲的）。默认值 0 表示无限制，生产环境必须设置。
• SetMaxIdleConns：最大空闲连接数。默认值 2，高并发场景建议适当提高。
• SetConnMaxLifetime：连接最大存活时间。建议小于数据库侧的超时时间（如 MySQL 的 wait_timeout）。
• SetConnMaxIdleTime：连接最大空闲时间。超过该时间的空闲连接将被关闭，避免无效连接占用资源。

// 典型生产配置示例（PostgreSQL）
db, err := sql.Open("postgres", dsn)
if err != nil {
    log.Fatalf("failed to open database: %v", err)
}

db.SetMaxOpenConns(25)                // 最大并发连接数
db.SetMaxIdleConns(10)                // 最大空闲连接数
db.SetConnMaxLifetime(30 * time.Minute) // 连接最多存活30分钟
db.SetConnMaxIdleTime(5 * time.Minute)  // 空闲超过5分钟则关闭

2.3 事务对象 (*sql.Tx) 的获取

事务的起点是 DB.Begin() 或 DB.BeginTx()。后者允许传入 context.Context 和 *sql.TxOptions，实现更精细的事务控制。

// 基础事务获取
tx, err := db.Begin()
if err != nil {
    return fmt.Errorf("begin transaction: %w", err)
}
defer tx.Rollback() // 安全兜底：若未 Commit，自动回滚

// 带上下文和隔离级别的事务获取
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
defer cancel()

opts := &sql.TxOptions{
    Isolation: sql.LevelSerializable, // 隔离级别
    ReadOnly:  false,                 // 是否只读
}
tx, err := db.BeginTx(ctx, opts)
if err != nil {
    return fmt.Errorf("begin transaction with options: %w", err)
}
defer tx.Rollback()

获取 *sql.Tx 后，所有数据库操作（Exec、Query、QueryRow、Prepare）都必须通过该事务对象调用，而非 *sql.DB。事务内的操作共享同一个底层连接，直到 Commit 或 Rollback 释放该连接回池。

2.4 事务隔离级别与 TxOptions

*sql.TxOptions 允许在事务开始时指定隔离级别和只读属性。不同数据库对隔离级别的支持程度不同，Go 标准库定义了以下常量：

2.5 事务获取的常见错误模式

• 忘记 Rollback： 事务获取后未调用 Rollback 或 Commit，导致连接泄漏。解决方案：始终使用 defer tx.Rollback()。
• 在事务外使用 DB 操作： 事务内的查询应使用 tx.Query 而非 db.Query，否则操作不在同一事务边界内。
• 嵌套事务误解： Go 标准库不支持嵌套事务。多次调用 Begin 会返回错误。如需保存点，需使用数据库原生 SQL（如 SAVEPOINT）。
• 长事务： 事务持有连接时间过长，导致连接池耗尽。事务内应避免网络 I/O、外部 API 调用等阻塞操作。

// 错误示例：事务内混用 db 和 tx
tx, _ := db.Begin()
db.Exec("UPDATE accounts SET balance = 100 WHERE id = 1") // 不在事务内！
tx.Exec("UPDATE accounts SET balance = 200 WHERE id = 2")
tx.Commit() // 第一个更新未回滚，造成数据不一致