Hibernate JPA保存后无法立即通过非主键查询新记录排查

系统中有一个Patient实体，包含email（字符串）、type（整数）字段，二者均为非主键、非唯一且非空字段，同时还有其他字段及主键id。存在两个异常现象：

1. 保存新Patient实体后，通过JPA的findById可立即获取刚保存的实体；但调用findByEmailAndTypeAndEmailIsNotNull查询时，短时间内返回空结果，延迟1秒后执行相同查询才能获取该实体。
2. 连续间隔极短地调用API 5次，会创建2条重复的Patient记录，后续3次调用才会抛出预期的重复错误。尽管addPatient方法已加synchronized修饰，但并未完全避免重复创建问题。

补充代码：

@Transactional
public synchronized Patient addPatient(PatientProfileDto patientProfileDto, Integer facilityId)
        throws ResourceAlreadyExistsException, EntityNotFoundException, ClientException {
    // 其他业务代码

    performPatientCreationValidations(ownerDto, ownerDemographicDto.getNationality().getId(), Boolean.FALSE, Boolean.FALSE);

    // Patient实体创建逻辑

    patientRepository.saveAndFlush(patient);

    // 关联Patient到其他实体的代码
}

private void performPatientCreationValidations(...params)
        throws ResourceAlreadyExistsException, ClientException {
    if (patientRepository.findByEmailAndTypeAndEmailIsNotNull(patientDto.getEmail(), PatientType.OWNER.getId()).isPresent()) {
        // 抛出重复错误
    }
}

核心原因：JPA缓存机制 + 事务隔离特性 + 并发锁时序错误 #

1. 查询延迟问题 #

• findById能立即返回结果，是因为它优先读取JPA一级缓存（当前事务内的实体缓存），刚执行saveAndFlush的实体已经存在于该缓存中，无需查询数据库。
• findByEmailAndTypeAndEmailIsNotNull属于自定义条件查询，默认直接访问数据库。如果当前事务尚未提交，数据库默认的READ COMMITTED隔离级别会阻止其他事务读取未提交的数据；即使是同一事务内，部分JPA实现不会自动将saveAndFlush的实体同步到查询上下文，导致查询无法立即获取最新数据。

2. 重复创建问题 #

• synchronized仅能保证单个JVM进程内的方法串行执行，若系统为集群部署，该锁完全失效。
• 更关键的是@Transactional与synchronized的时序冲突：Spring会在addPatient方法执行前开启事务，方法执行完毕才提交事务。线程A执行完saveAndFlush但事务未提交时，线程B已进入synchronized方法执行校验查询，此时数据库还看不到线程A未提交的数据，校验通过后也创建了实体，最终两个事务提交后产生重复记录。

诊断步骤 #

排查查询延迟 #

• 在saveAndFlush后手动调用entityManager.flush()和entityManager.refresh(patient)，再执行自定义查询，验证是否能立即获取数据，以此确认是否为缓存同步问题。
• 查询数据库事务隔离级别：MySQL执行SELECT @@transaction_isolation;，PostgreSQL执行SHOW TRANSACTION ISOLATION LEVEL;，确认隔离级别是否导致未提交数据不可见。
• 开启JPA SQL日志（如Hibernate设置show_sql=true），观察saveAndFlush和自定义查询的SQL执行时机，确认查询是否在事务提交前执行，以及SQL语句是否正确。

排查重复创建 #

• 并发调用时打印线程ID、事务ID，观察线程执行时序：确认线程B的校验查询是否发生在线程A的事务提交之前。
• 临时移除@Transactional注解（仅用于测试），手动在方法内控制事务开启与提交，验证synchronized是否能正常阻止重复创建（此操作仅用于验证锁与事务的时序问题，不可用于生产环境）。
• 检查系统是否为多JVM集群部署，若为集群模式，synchronized无法跨进程生效，必须使用数据库级别的锁机制。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ali Azlan