分布式事务解决方案

Posted 2022-11-28 朝花有露

一、什么是Java事务

 通俗的理解，事务是一组原子操作单元，从数据库角度说，就是一组SQL指令，要么全部执行成功，若因为某个原因其中一条指令执行有错误，则撤销先前执行过的所有指令。更简答的说就是：要么全部执行成功，要么撤销不执行。

事务必须服从ISO/IEC所制定的ACID原则。

         · 原子性（atomicity）

         · 一致性（consistency）

         · 隔离性（isolation）

         · 持久性（durability）

    原子性表示事务执行过程中的任何失败都将导致事务所做的任何修改失效。

一致性表示当事务执行失败时，所有被该事务影响的数据都应该恢复到事务执行前的状态。

隔离性表示在事务执行过程中对数据的修改，在事务提交之前对其他事务不可见。

持久性表示已提交的数据在事务执行失败时，数据的状态都应该正确。

 

    既然事务的概念从数据库而来，那Java事务是什么？它们之间有什么联系？

实际上，一个Java应用系统，如果要操作数据库，则通过JDBC来实现的。增加、修改、删除都是通过相应方法间接来实现的，事务的控制也相应转移到Java程序代码中。因此，数据库操作的事务习惯上就称为Java事务。

二、为什么需要Java事务

    事务是为解决数据安全操作提出的，事务控制实际上就是控制数据的安全访问。

    举一个简单例子：比如银行转帐业务，账户A要将自己账户上的500元转到B账户下面，A账户余额首先要减去500元，然后B账户要增加500元。假如在中间网络出现了问题，A账户减去500元已经结束，B因为网络中断而操作失败，那么整个业务失败，必须做出控制，要求A账户转帐业务撤销。这才能保证业务的正确性，完成这个操作就需要事务，将A账户资金减少和B账户资金增加放到一个事务里面，要么全部执行成功，要么操作全部撤销，这样就保持了数据的安全性。

三、Java事务的类型

     Java事务的类型有三种：JDBC事务、JTA（JavaTransaction API）事务、容器事务。

 3.1 JDBC事务

JDBC 事务是用 Connection 对象控制的。JDBC Connection 接口（ java.sql.Connection ）提供了两种事务模式：自动提交和手工提交。 java.sql.Connection 提供了以下控制事务的方法：

JDBC处理事务示例：

public void transferAccount()  
		 Connection conn = null; 
		 Statement stmt = null; 
		 try 
			 conn = getDataSource().getConnection(); 
			 // 将自动提交设置为 false，
			 //若设置为 true 则数据库将会把每一次数据更新认定为一个事务并自动提交
			 conn.setAutoCommit(false);
			 stmt = conn.createStatement(); 
			 // 将 A 账户中的金额减少 500 
			 stmt.execute("\\
             update t_account set amount = amount - 500 where account_id = 'A'");
			 // 将 B 账户中的金额增加 500 
			 stmt.execute("\\
             update t_account set amount = amount + 500 where account_id = 'B'");
			 // 提交事务
		     conn.commit();
			 // 事务提交：转账的两步操作同时成功
		  catch(SQLException sqle) 			
			 try 
				 // 发生异常，回滚在本事务中的操做
                conn.rollback();
				 // 事务回滚：转账的两步操作完全撤销
                 stmt.close(); 
                 conn.close(); 
			 catch(Exception ignore) 
				
			  
			 sqle.printStackTrace(); 
		  
	 

 使用 JDBC 事务界定时，您可以将多个 SQL 语句结合到一个事务中。JDBC 事务的一个缺点是事务的范围局限于一个数据库连接。一个 JDBC 事务不能跨越多个数据库。

  3.2、JTA（JavaTransaction API）事务

JTA是一种高层的，与实现无关的，与协议无关的API，应用程序和应用服务器可以使用JTA来访问事务。

    JTA允许应用程序执行分布式事务处理——在两个或多个网络计算机资源上访问并且更新数据，这些数据可以分布在多个数据库上。JDBC驱动程序的JTA支持极大地增强了数据访问能力。

    如果计划用 JTA 界定事务，那么就需要有一个实现 javax.sql.XADataSource 、javax.sql.XAConnection 和 javax.sql.XAResource 接口的 JDBC 驱动程序。一个实现了这些接口的驱动程序将可以参与 JTA 事务。一个 XADataSource 对象就是一个 XAConnection 对象的工厂。 XAConnections 是参与 JTA 事务的 JDBC 连接。

    您将需要用应用服务器的管理工具设置 XADataSource。（从应用服务器和 JDBC 驱动程序的文档中可以了解到相关的指导）

    J2EE应用程序用 JNDI 查询数据源。一旦应用程序找到了数据源对象，它就调用 javax.sql.DataSource.getConnection（） 以获得到数据库的连接。

    XA 连接与非 XA 连接不同。一定要记住 XA连接参与了 JTA 事务。这意味着 XA 连接不支持 JDBC 的自动提交功能。同时，应用程序一定不要对 XA 连接调用 java.sql.Connection.commit（） 或者java.sql.Connection.rollback（） .

      相反，应用程序应该使用UserTransaction.begin（）、 UserTransaction.commit（） 和UserTransaction.rollback（） .

JTA事务处理程序示例：

public void transferAccount()  
			
		 UserTransaction userTx = null; 
		 Connection connA = null; 
		 Statement stmtA = null; 
		 Connection connB = null; 
		 Statement stmtB = null; 
		 try 
		       // 获得 Transaction 管理对象
			 userTx = (UserTransaction)getContext().lookup("\\
			       java:comp/UserTransaction"); 
			 // 从数据库 A 中取得数据库连接
			 connA = getDataSourceA().getConnection(); 
			 // 从数据库 B 中取得数据库连接
			 connB = getDataSourceB().getConnection(); 
             // 启动事务
			 userTx.begin();
			 // 将 A 账户中的金额减少 500 
			 stmtA = connA.createStatement(); 
			 stmtA.execute("
            update t_account set amount = amount - 500 where account_id = 'A'");
			 // 将 B 账户中的金额增加 500 
			 stmtB = connB.createStatement(); 
			 stmtB.execute("\\
             update t_account set amount = amount + 500 where account_id = 'B'");
			 // 提交事务
			 userTx.commit();
			 // 事务提交：转账的两步操作同时成功（数据库 A 和数据库 B 中的数据被同时更新）
		  catch(SQLException sqle) 
			 try 
		  	       // 发生异常，回滚在本事务中的操纵
                  userTx.rollback();
				 // 事务回滚：转账的两步操作完全撤销 
				 //( 数据库 A 和数据库 B 中的数据更新被同时撤销）
				 stmt.close(); 
                 conn.close(); 
				 ... 
			 catch(Exception ignore) 
				
			  
			 sqle.printStackTrace(); 
		  catch(Exception ne) 
			 e.printStackTrace(); 
		  
	 

 3.3、容器事务

    容器事务主要是J2EE应用服务器提供的，容器事务大多是基于JTA完成，这是一个基于JNDI的，相当复杂的API实现。相对编码实现JTA事务管理，我们可以通过EJB容器提供的容器事务管理机制（CMT）完成同一个功能，这项功能由J2EE应用服务器提供。这使得我们可以简单的指定将哪个方法加入事务，一旦指定，容器将负责事务管理任务。这是我们土建的解决方式，因为通过这种方式我们可以将事务代码排除在逻辑编码之外，同时将所有困难交给J2EE容器去解决。使用EJB CMT的另外一个好处就是程序员无需关心JTA API的编码，不过，理论上我们必须使用EJB.

目前EJB框架事务管理结构

EJB有两种使用事务的方式。

第一种方式通过容器管理的事务，叫CMT，另一种通过bean管理的事务叫BMT。

在CMT中，容器自动提供事务的开始、提交和回滚。总是在业务方法的开始和结束处标记事务的边界。下面以ejb3 in action上的例子说明：

 

@Stateless   
	@TransactionManagement(TransactionManagementType.CONTAINER)   
	public class OrderManagerBean    
	    @Resource                                                   
	    private SessionContext context;                        
	…   
	@TransactionAttribute(TransactionAttributeType.REQUIRED)                              
	    public void placeSnagItOrder(Item item, Customer customer)   
	        try    
	            if (!bidsExisting(item))   
	                validateCredit(customer);   
	                chargeCustomer(customer, item);   
	                removeItemFromBidding(item);   
	               
	         catch (CreditValidationException cve)                      
	            context.setRollbackOnly();                                
	         catch (CreditProcessingException cpe)                      
	            context.setRollbackOnly();                                
	         catch (DatabaseException de)                               
	            context.setRollbackOnly();                               
	                                                                    
	       
	

其中，@TransactionAttribute(TransactionAttributeType.REQUIRED)表示指定事务的类型。

如果省略，默认为CMT方式。

@TransactionAttribute(TransactionAttributeType.REQUIRED)通知容器如何管理事务，

事务的属性控制了事务的使用范围，因为事务之间的关系非常的复杂，这个属性主要是用来处理事务与事务之间怎样来处理的的问题。

如果产生一个系统异常，容器将自动回滚该事务。 EJBException是RuntimeException的子类，即也是一个系统运行时异常。

如果Bean抛出一个普通的非继承自RutimeException应用异常，事务将不会自动回滚，但可以通过调用EJBContext的SetRollbackOnly回滚。

当然EJB上下文还有一个getRollbackOnly方法，通过返回一个boolean值来确定CMT事务是否已被标记为回滚。如果开始非常耗资源的操作前判断此bean的事务已被标记为回滚，则可以节约很多系统资源。

2.bean管理事务

 

由于CMT依靠容器开始、提交和回滚事务，所以会限制事务的边界位置。而BMT则允许通过编程的方式来指定事务的开始、提交和回滚的位置。主要使用的是javax.transaction.UserTransaction接口。

 

如下面代码：

@Stateless)   
@TransactionManagement(TransactionManagementType.BEAN)                                    
public class OrderManagerBean    
    @Resource                                                         
    private UserTransaction userTransaction;                          
       public void placeSnagItOrder(Item item, Customer customer)   
        try    
            userTransaction.begin();                                  
            if (!bidsExisting(item))   
                validateCredit(customer);   
                chargeCustomer(customer, item);   
                removeItemFromBidding(item);   
               
            userTransaction.commit();                                  
         catch (CreditValidationException cve)                      
            userTransaction.rollback();                               
         catch (CreditProcessingException cpe)                     
            userTransaction.rollback();                              
         catch (DatabaseException de)                             
            userTransaction.rollback();                          
         catch (Exception e)    
            e.printStackTrace();   
           
       
   

@TransactionManagement(TransactionManagementType.BEAN) 指定了事务的类型为BMT，上面没有用到@TransactionAttribute，因为它只适用于CMT，在上面代码中，可以显示的指定事务的开始与提交，因此更加的灵活。上面最关键的地方是注入了UserTransaction资源。