JDBCJTASpring的事务管理

Posted 2020-08-19 Ido

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

   事务就是对一系列的数据库操作（比如插入多条数据）进行统一的提交或回滚操作，如果插入成功，那么一起成功，如果中间有一条出现异常，那么回滚之前的所有操作。
       这样可以防止出现脏数据，防止数据库数据出现问题。开发中为了避免这种情况一般都会进行事务管理。

JDBC中是通过Connection对象进行事务管理的
Hibernate中是通过Transaction进行事务管理，处理方法与JDBC中类似。
Spring中也有自己的事务管理机制，一般是使用TransactionMananger进行管理，可以通过Spring的注入来完成此功能。

 

JDBC的事务管理

     JDBC的一切行为包括事务是基于一个connection的，在JDBC中是通过Connection对象进行事务管理的，默认是自动提交事务，可以手工将自动提交关闭，通过commit方法进行提交，rollback方法进行回滚，如果不提交，则数据不会真正的插入到数据库中。
    

 基于J2EE分层架构设计思想，数据访问层应该专门处理数据访问，而业务逻辑则在业务逻辑层中处理。为了提高复用，数据访问层对象（DAO）的粒度通常都非常小，一个更新操作被封装在一个方法中，这样当有多个更新操作需要被捆绑为一个事务的时候，事务的处理只能在业务逻辑层中实现。
在不分层的情况下，一个典型的JDBC事务处理代码片断如下。
try {
conn =DriverManager.getConnection  
("jdbc:oracle:thin:@host:1521:SID","username","userpwd";
conn.setAutoCommit(false);//禁止自动提交，设置回滚点
stmt = conn.createStatement();
stmt.executeUpdate(“alter table …”); //数据库更新操作1
stmt.executeUpdate(“insert into table …”); //数据库更新操作2
conn.commit(); //事务提交
}catch(Exception ex) {  
         ex.printStackTrace();
         try {
              conn.rollback(); //操作不成功则回滚
         }catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
         }
}

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：

public void setAutoCommit(boolean)
public boolean getAutoCommit()
public void commit()
public void rollback()

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。

JDBC的事务管理的安全性及效率分析

        如果直接使用基本的JDBC connection，肯定是关掉连接最安全。如果所有代码共用一个连接，会有效率问题，有时还会死锁、connection不是线程安全的。
       用不用DataSource跟关不关Connection没直接关系。 用DataSource只是把Connection的创建解离出来，可以变化。 DataSource是个接口，连接池是利用这个接口，返回一个Connection的代理（或者Wrapper,Delegate之类）， 在调用这个代理的close方法时，不是直接关闭，而是把Connection放回连接池。 
       同时，因为需要事务需要保证使用一个连接， 而且如果每次调用 Dao都简单从DataSource建立连接， 不能保证连接一致，效率也会有些问题。 因此，比较好的做法是利用ThreadLocal，调用统一方法建立连接，该方法先检查ThreadLocal里有没有连接，有则利用， 没有则新建，连接放到ThreadLocal里。 
      Spring的DataSourceUtil是怎么写的，就是那个思路。ThreadLocal不是Connection的封装，而是Connection的保存点。 用连接池并不能保证你用的Connection是按线程一致的。 一般的连接池实现并不关心这点。 
      使用事务管理代码，在事务开始时，向连接池请求连接， 之后Dao不是直接向连接池请求连接而是获取ThreadLocal中的Connection， 在事务结束后，提交事务，关闭Connection（如果使用连接池，则将Connection返还给事务） 所以必须保证有事务提交和Connection关闭代码。 所以Spring的例子代码，一般是把事务管理放在Service层，而不是Dao层。

 

 

JTA的事务管理

     Java事务API（JTA；Java Transaction API）J2EE平台提供了分布式事务服务。一个分布式事务（distributed transaction）包括一个事务管理器（transaction manager）和一个或多个资源管理器(resource manager)。一个资源管理器（resource manager）是任意类型的持久化数据存储。事务管理器（transaction manager）承担着所有事务参与单元者的相互通讯的责任。下图显示了事务管理器和资源管理的间的关系。

    JTA 事务
 JTA (Java Transaction API) 为 J2EE 平台提供了分布式事务服务。
 要用 JTA 进行事务界定，应用程序要调用 javax.transaction.UserTransaction 接口中的方法。例如：
　import javax.transaction.*; 
　import javax.naming.*; 
　　 // ... 
　 　InitialContext ctx = new InitialContext(); 
 　　Object txObj = ctx.lookup(";java:comp/UserTransaction";); 
　 　UserTransaction utx = (UserTransaction) txObj;　

　　应用程序有了UserTransaction对象的引用之后，就可以起动事务。 
       utx.begin();
       // ...
       DataSource ds = obtainXADataSource();
       Connection conn = ds.getConnection();
       pstmt = conn.prepareStatement("UPDATE MOVIES ...");
       pstmt.setString(1, "Spinal Tap");
       pstmt.executeUpdate();
       // ...
       utx.commit();

 让我们来关注下面的话：
     “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。 XAConnection s 是参与 JTA 事务的 JDBC 连接。”
 要使用JTA 事务，必须使用XADataSource来产生数据库连接，产生的连接为一个XA连接。
       XA连接（javax.sql.XAConnection）和非XA（java.sql.Connection）连接的区别在于：XA可以参与JTA 的事务，而且不支持自动提交。
       Note:
Oracle, Sybase, DB2, SQL Server等大型数据库才支持XA, 支持分布事务。 
My SQL 连本地都支持不好，更别说分布事务了。
JTA 方式的实现过程 ：
       用XADataSource产生的XAConnection它扩展了一个getXAResource()方法,事务通过这个方法把它加入到事务容器中进行管理.对于调用者来说,根本看不到事务是如果管理的,你只要声明开始事务,告诉容器我下面的操作要求事务参与了,最后告诉事务说到这儿可以提交或回滚了, 别的都是黑箱操作。
       在使用JTA 之前，你必须首先实现一个Xid类用来标识事务（在普通情况下这将由事务管理程序来处理）。Xid包含三个元素：formatID、gtrid（全局事务标识符）和bqual（分支修饰词标识符）。
 下面的例子说明Xid的实现：

import javax.transaction.xa.*; 
public class MyXid implements Xid 
{ 
protected int formatId; 
protected byte gtrid[]; 
protected byte bqual[]; 
public MyXid() 
{ 
} 
public MyXid(int formatId, byte gtrid[], byte bqual[]) 
{ 
this.formatId = formatId; 
this.gtrid = gtrid; 
this.bqual = bqual; 
}

　public int getFormatId() 
{ 
return formatId; 
}

　public byte[] getBranchQualifier() 
{ 
return bqual; 
}

　public byte[] getGlobalTransactionId() 
{ 
return gtrid; 
}

}
 其次，你需要创建一个你要使用的数据库的数据源：

public DataSource getDataSource() 
throws SQLException 
{ 
SQLServerDataSource xaDS = new 
com.merant.datadirect.jdbcx.sqlserver.SQLServerDataSource(); 
xaDS.setDataSourceName("SQLServer"); 
xaDS.setServerName("server"); 
xaDS.setPortNumber(1433); 
xaDS.setSelectMethod("cursor"); 
return xaDS; 
}

　　例1?这个例子是用“两步提交协议”来提交一个事务分支：

XADataSource xaDS; 
XAConnection xaCon; 
XAResource xaRes; 
Xid xid; 
Connection con; 
Statement stmt; 
int ret; 
xaDS = getDataSource(); 
xaCon = xaDS.getXAConnection("jdbc_user", "jdbc_password"); 
xaRes = xaCon.getXAResource(); 
con = xaCon.getConnection(); 
stmt = con.createStatement(); 
xid = new MyXid(100, new byte[]{0x01}, new byte[]{0x02}); 
try { 
xaRes.start(xid, XAResource.TMNOFLAGS); 
stmt.executeUpdate("insert into test_table values (100)"); 
xaRes.end(xid, XAResource.TMSUCCESS); 
ret = xaRes.prepare(xid); 
if (ret == XAResource.XA_OK) { 
xaRes.commit(xid, false); 
} 
} 
catch (XAException e) { 
e.printStackTrace(); 
} 
finally { 
stmt.close(); 
con.close(); 
xaCon.close(); 
}
 当然，实际过程中，我们不需要写这些代码，这些代码是JTA 最终的实现代码。
关于“两步提交协议”，可以参看下面的文章：
http://www.ibm.com/developerworks/cn/db2/library/techarticles/dm-0505weber/index.html

两阶段提交（Two-Phase-Commit） 协议

首先，两阶段提交（Two-Phase-Commit）事务的启动与常规的单阶段提交（One-Phase-Commit）事务类似。接着，应用程序/客户机对该两阶段提交（Two-Phase-Commit）操作中所涉及的所有数据库执行其修改工作。现在，在最终提交该事务之前，客户机通知参与的数据库准备 提交（第 1 阶段）。如果客户机从数据库收到一条“okay”，就发出命令向数据库提交该事务（第 2 阶段）。最后分布式事务（Distributed Transaction）结束。

本文中的例子演示了如何在 Java 中使用 JTA 实现两阶段提交（Two-Phase-Commit）协议。在该应用程序中，如果一个事务分支报告了错误，您就要负责进行错误处理。但是“两阶段提交协议 简介”小节中提到仍然存在一个问题，那就是如果第 2 阶段中一个事务分支发生故障，该怎么办呢？

如果再次查看程序代码，您可以看到在“第 1 阶段”和“第 2 阶段”之间有一个很小的时间间隔。在这一时间间隔中，出于某种理由，其中某一参与数据库可能崩溃。如果发生了，我们将陷入分布式事务已经部分提交的情形中。

假 定下列情形：在“第 1 阶段”之后，您从 DB2 和 IDS 数据库中都收到了“okay”。在下一步中，应用程序成功提交了 DB2 的事务分支。接着，应用程序通知 DB2 事务分支提交事务。现在，在应用程序可以通知 IDS 事务分支提交它这一部分之前，IDS 引擎由于断电发生崩溃。这就是一种部分提交全局事务的情形。您现在该怎么办呢？

在重启之后，DB2 和 IDS 都将尝试恢复打开的事务分支。该引擎等待来自应用程序的提示如何做。如果应用程序没有准备重新发送“第 2 阶段”的提交，该事务分支将被引擎所启动的试探性回滚中止。这是非常糟糕的，因为这将使该全局事务处于不一致状态。

一种解决方案是用一个小型应用程序连接引擎中打开的事务分支，并通知引擎提交或回滚这一打开的事务。如果您使用 IDS 作为后端，那么还有一个隐藏的 onmode 标志，允许您结束打开的事务分支。（onmode -Z xid ）。

在 DB2 UDB 中，您可以发出 LIST INDOUBT TRANSACTIONS 来获得打开的 XA 事务的有关信息。您必须查看 DB2 Information Center 中的描述来解决该问题。

上面描述的情形是一个很好的例子，也是使用应用程序服务器（Application Server）或事务监控器（Transaction Monitor）的理由。在使用一个中间层服务器时，就由该服务器负责保持事情正常。