java分布式事务原理_JAVA分布式事务原理及应用
JTA(Java Transaction API)允許應用程序執(zhí)行分布式事務處理--在兩個或多個網絡計算機資源上訪問并且更新數(shù)據(jù)。JDBC驅動程序的JTA支持極大地增強了數(shù)據(jù)訪問能力。
本文的目的是要提供一個關于的Java事務處理API(JTA)的高級的概述，以及與分布式事務相關的內容。一個事務處理定義了一個工作邏輯單元，要么徹底成功要么不產生任何結果。 一個分布式事務處理只是一個在兩個或更多網絡資源上訪問和更新數(shù)據(jù)的事務處理，因此它在那些資源之間必然是等價的。在本文中，我們主要關心的是如何處理關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
我們要討論的分布式事務處理(DTP)模型中包含的組件是：
應用程序
應用程序服務器
事務管理程序
資源適配器
資源管理程序
在以后的內容中，我們將描述這些組件以及它們與JTA和數(shù)據(jù)庫訪問的關系。
訪問數(shù)據(jù)庫
最好把分布式事務處理中包含的組件看作是獨立的過程，而不是考慮它們在一個特定的電腦中的位置。這些組件中的一些可以保存在單機中，或者也可在好幾臺機器之間分布。 下面例子中的圖表可以顯示在一臺特定的電腦上的組件，但是這些操作之間的關系是必須首要考慮的。
最簡單的例子：用于本地數(shù)據(jù)庫事務處理的應用程序
關系數(shù)據(jù)庫訪問的最簡單的形式僅僅包括應用程序、資源管理程序和資源適配器。應用程序只不過是發(fā)送請求到數(shù)據(jù)庫并且從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)的最終用戶訪問點
我們討論的資源管理程序是一個關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)，比如Oracle或者SQL Server。所有的實際數(shù)據(jù)庫管理都是由這個組件處理的。
資源適配器是外部空間之間的通信管道組件，或者是請求翻譯器，在本例中，是應用程序和資源管理程序。在我們的討論中，這是一個JDBC驅動程序。
下面的描述是資源管理程序本地事務處理的一個描述，也就是說，一個事務處理被被限制在一個特定的企業(yè)數(shù)據(jù)庫。
應用程序發(fā)送一個用于JDBC驅動程序數(shù)據(jù)的請求，然后翻譯這個請求并把它通過網絡發(fā)送到數(shù)據(jù)庫中。 數(shù)據(jù)庫把數(shù)據(jù)發(fā)送回驅動程序，然后把翻譯的結果發(fā)送回應用程序，如下圖所示：
這個例子說明了在一個簡化的系統(tǒng)中的基本的信息流；然而，今天的企業(yè)使用的應用程序服務器都添加了其他的組件到這個過程處理中。
應用程序服務器
應用程序服務器是事務處理操作的另一個組件。應用程序服務器處理大部分的應用程序操作并且獲得最終用戶應用程序的一些負載。基于前面的例子，我們可以看出應用程序服務器在事務處理上添加了另一個操作層:
到目前為止，我們的例子說明了單個的本地事務處理，并且描述了分布式事務處理模型的五個組件中的四個。第五個組件，事務管理程序只有當事務將要被分配的時候才會開始被考慮。
分布式事務處理和事務管理程序
像我們前面所提到的，一個分布式事務處理是一個在兩個或更多網絡資源上訪問和更新數(shù)據(jù)的事務處理。
這些資源可以由好幾個位于一個單獨服務器上的不同的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成，比如說Oracle、SQL Server和Sybase；它們也可以包含存在于若干不同的服務器上的同一種數(shù)據(jù)庫的若干個實例。在任何情況下，一個分布式事務處理包括各種的資源管理程序之間的協(xié)同作用。這個協(xié)同作用是事務管理函數(shù)。
事務管理程序負責作出要么提交(commit)要么退回(rollback)任何分布式事務處理的決定。一個提交決定應該導致一個成功的事務處理；而退回操作則是保持數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不變。 JTA指定一個分布式事務處理中的事務管理程序和另一個組件之間的標準Java接口：應用程序，應用程序服務器和資源管理程序。 這個關系被顯示在下面的圖表中：
在事務管理程序周圍的數(shù)字框框相應于JTA的三個接口部分：
1—UserTransaction—javax.transaction.UserTransaction接口提供能夠編程地控制事務處理范圍的應用程序。 javax.transaction.UserTransaction方法開啟一個全局事務并且使用調用線程與事務處理關聯(lián)。
2—Transaction Manager—javax.transaction.TransactionManager接口允許應用程序服務器來控制代表正在管理的應用程序的事務范圍。
3—XAResource—javax.transaction.xa.XAResource接口是一個基于X/Open CAE Specification的行業(yè)標準XA接口的Java映射。
注意，一個限制性環(huán)節(jié)是通過JDBC驅動程序的XAResource接口的支持。JDBC驅動程序必須支持兩個正常的JDBC交互作用：應用程序和/或應用程序服務器，而且以及JTA的XAResource部分。
編寫應用程序水平代碼的開發(fā)者不會關心分布式事務處理管理的細節(jié)。 這是分布式事務處理基本結構的工作—應用程序服務器、事務管理程序和JDBC驅動程序。應用程序代碼中唯一的需要注意的就是當連接處于一個分布式事務范圍內的時候，不應該調用一個會影響事務邊界的方法。特別的是，一個應用程序不應該調用Connection方法commit、rollback和setAutoCommit(true)，因為它們將破壞分布式事務的基本結構管理。
分布式事務處理
事務管理程序是分布式事務基本結構的基本組件；然而JDBC驅動程序和應用程序服務器組件應該具備下面的特征：
驅動程序應該實現(xiàn)JDBC 2.0應用程序接口，包括Optional Package接口XADataSource和XAConnection以及JTA接口XAResource。
應用程序服務器應該提供一個DataSource類，用來實現(xiàn)與分布式事務基本結的交互以及一個連接池模塊(用于改善性能)。
分布式事務處理的第一步就是應用程序要發(fā)送一個事務請求到事務管理程序。雖然最后的commit/rollback決定把事務作為一個簡單的邏輯單元來對待，但是仍然可能會包括許多事務分支。一個事務分支與一個到包含在分布式事務中的每個資源管理程序相關聯(lián)。因此，到三個不同的關系數(shù)據(jù)庫管理的請求需要三個事務分支。每個事務分支必須由本地資源管理程序提交或者返回。事務管理程序控制事務的邊界，并且負責最后決定應該提交或者返回的全部事務。 這個決定由兩個步驟組成，稱為Two - Phase Commit Protocol。
在第一步驟中，事務管理程序輪詢所有包含在分布式事務中的資源管理程序(關系數(shù)據(jù)庫管理)來看看哪個可以準備提交。如果一個資源管理程序不能提交，它將不響應，并且把事務的特定部分返回，以便數(shù)據(jù)不被修改。
在第二步驟中，事務管理程序判斷否定響應的資源管理程序中是否有能夠返回整個事務的。如果沒有否定響應的話，翻譯管理程序提交整個事務并且返回結果到應用程序中。
開發(fā)事項管理程序代碼的開發(fā)者必須與所有三個JTA接口有關：UserTransaction、TransactionManager和XAResource，這三個接口都被描述在
Sun JTA specification中。JDBC驅動程序開發(fā)者只需要關心XAResource接口。這個接口是允許一個資源管理程序參與事務的行業(yè)標準X/Open XA協(xié)議的Java映射。連接XAResource接口的驅動程序組件負責在事務管理程序和資源管理程序之間擔任"翻譯"的任務。下面的章節(jié)提供了XAResource調用的例子。
JDBC驅動程序和XAResource
為了簡化XAResource的說明，這些例子說明了一個應用程序在不包含應用程序服務器和事項管理程序的情況下應該如何使用JTA。 基本上，這些例子中的應用程序也擔任應用程序服務器和事項管理程序的任務。大部分的企業(yè)使用事務管理程序和應用程序服務器，因為它們能夠比一個應用程序更能夠高效地管理分布式事務。 然而遵循這些例子，一個應用程序開發(fā)者可以測試在JDBC驅動程序中的JTA支持的健壯性。而且有一些例子可能不是工作在某個特定的數(shù)據(jù)庫上，這是因為關聯(lián)在數(shù)據(jù)庫上的一些內在的問題。
在使用JTA之前，你必須首先實現(xiàn)一個Xid類用來標識事務(在普通情況下這將由事務管理程序來處理)。Xid包含三個元素：formatID、gtrid(全局事務標識符)和bqual(分支修飾詞標識符)。
formatID通常是零，這意味著你將使用OSI CCR(Open Systems Interconnection Commitment, Concurrency和Recovery 標準)來命名。如果你要是用另外一種格式，那么formatID應該大于零。-1值意味著Xid為無效。
gtrid和bqual可以包含64個字節(jié)二進制碼來分別標識全局事務和分支事務。唯一的要求是gtrid和bqual必須是全局唯一的。此外，這可以通過使用指定在OSI CCR中的命名規(guī)則規(guī)范來完成。
下面的例子說明Xid的實現(xiàn)：
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，你需要創(chuàng)建一個你要使用的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)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—這個例子是用“兩步提交協(xié)議”來提交一個事務分支：
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();
}
因為所有這些例子中的初始化代碼相同或者非常相似，僅僅是一些重要的地方的代碼由不同。
例2—這個例子，與例1相似，說明了一個返回過程：
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.rollback(xid);
}
例3—這個例子說明一個分布式事務分支如何中止，讓相同的連接做本地事務處理，以及它們稍后該如何繼續(xù)這個分支。 分布式事務的兩步提交作用不影響本地事務。
xid = new MyXid(100, new byte[]{0x01}, new byte[]{0x02});
xaRes.start(xid, XAResource.TMNOFLAGS);
stmt.executeUpdate("insert into test_table values (100)");
xaRes.end(xid, XAResource.TMSUSPEND);
∥這個更新在事務范圍之外完成，所以它不受XA返回影響。
stmt.executeUpdate("insert into test_table2 values (111)");
xaRes.start(xid, XAResource.TMRESUME);
stmt.executeUpdate("insert into test_table values (200)");
xaRes.end(xid, XAResource.TMSUCCESS);
ret = xaRes.prepare(xid);
if (ret == XAResource.XA_OK) {
xaRes.rollback(xid);
}
例4—這個例子說明一個XA資源如何分擔不同的事務。 創(chuàng)建了兩個事務分支，但是它們不屬于相同的分布式事務。 JTA允許XA資源在第一個分支上做一個兩步提交，雖然這個資源仍然與第二個分支相關聯(lián)。
xid1 = new MyXid(100, new byte[]{0x01}, new byte[]{0x02});
xid2 = new MyXid(100, new byte[]{0x11}, new byte[]{0x22});
xaRes.start(xid1, XAResource.TMNOFLAGS);
stmt.executeUpdate("insert into test_table1 values (100)");
xaRes.end(xid1, XAResource.TMSUCCESS);
xaRes.start(xid2, XAResource.TMNOFLAGS);
ret = xaRes.prepare(xid1);
if (ret == XAResource.XA_OK) {
xaRes.commit(xid2, false);
}
stmt.executeUpdate("insert into test_table2 values (200)");
xaRes.end(xid2, XAResource.TMSUCCESS);
ret = xaRes.prepare(xid2);
if (ret == XAResource.XA_OK) {
xaRes.rollback(xid2);
}
例5—這個例子說明不同的連接上的事務分支如何連接成為一個單獨的分支，如果它們連接到相同的資源管理程序。這個特點改善了分布式事務的效率，因為它減少了兩步提交處理的數(shù)目。兩個連接到數(shù)據(jù)庫服務器上的XA將被創(chuàng)建。每個連接創(chuàng)建它自己的XA資源，正規(guī)的JDBC連接和語句。在第二個XA資源開始一個事務分支之前，它將察看是否使用和第一個XA資源使用的是同一個資源管理程序。如果這是實例，它將加入在第一個XA連接上創(chuàng)建的第一個分支，而不是創(chuàng)建一個新的分支。 稍后，這個事務分支使用XA資源來準備和提交。
xaDS = getDataSource();
xaCon1 = xaDS.getXAConnection("jdbc_user", "jdbc_password");
xaRes1 = xaCon1.getXAResource();
con1 = xaCon1.getConnection();
stmt1 = con1.createStatement();
xid1 = new MyXid(100, new byte[]{0x01}, new byte[]{0x02});
xaRes1.start(xid1, XAResource.TMNOFLAGS);
stmt1.executeUpdate("insert into test_table1 values (100)");
xaRes1.end(xid, XAResource.TMSUCCESS);
xaCon2 = xaDS.getXAConnection("jdbc_user", "jdbc_password");
xaRes2 = xaCon1.getXAResource();
con2 = xaCon1.getConnection();
stmt2 = con1.createStatement();
if (xaRes2.isSameRM(xaRes1)) {
xaRes2.start(xid1, XAResource.TMJOIN);
stmt2.executeUpdate("insert into test_table2 values (100)");
xaRes2.end(xid1, XAResource.TMSUCCESS);
}
else {
xid2 = new MyXid(100, new byte[]{0x01}, new byte[]{0x03});
xaRes2.start(xid2, XAResource.TMNOFLAGS);
stmt2.executeUpdate("insert into test_table2 values (100)");
xaRes2.end(xid2, XAResource.TMSUCCESS);
ret = xaRes2.prepare(xid2);
if (ret == XAResource.XA_OK) {
xaRes2.commit(xid2, false);
}
}
ret = xaRes1.prepare(xid1);
if (ret == XAResource.XA_OK) {
xaRes1.commit(xid1, false);
}
例6—這個例子說明在錯誤恢復的階段，如何恢復準備好的或者快要完成的事務分支。 它首先試圖返回每個分支；如果它失敗了，它嘗試著讓資源管理程序丟掉關于事務的消息。
MyXid[] xids;
xids = xaRes.recover(XAResource.TMSTARTRSCAN | XAResource.TMENDRSCAN);
for (int i=0; xids!=null && i
try {
xaRes.rollback(xids[i]);
}
catch (XAException ex) {
try {
xaRes.forget(xids[i]);
}
catch (XAException ex1) {
System.out.println("rollback/forget failed: " + ex1.errorCode);
}
}
}
總結
以上是生活随笔為你收集整理的java分布式事务原理_JAVA分布式事务原理及应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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