本地事务和分布式事务工作实践

一:从事务的历史说起

知已知彼,百战不败。想了解事务,我们从事务的历史说起。

在Windows平台上,事务的概念最开始出现在关系型数据库中,但是随着.net平台的发展,事务包括的的范围也越来越宽,先一睹为快,在关系型数据库中的事务是通过begin transaction,rollback transaction, commit 等关键字来实现事务的。

随着面象对象的发展,.net的诞生,在.net 1.* 的版本中,可以通过ADO.NET来实现数据库的事务。把事务交给业务程序来控制,使业务程序的本职发挥的淋漓尽致,而从数据库的角度来看,数据库也能更专一的进行数据的存储。达到了各尽其责的效果。

万物是发展的,程序的发展也是永无止境的。某天有一个需求:创建一个客户信息,其中包括姓名和头像。姓名保存在数据库,头像保存在服务器的硬盘中。姓名和头像的保存有一个失败都是一个不完整的操作,都要回滚到初始状态。用ADO.NET的事务显示不能实现这个要求。因为回滚资源包括了数据库硬盘。基于这种情况,.net 2.0推出了System.Transactions事务。

System.Transactions名称空间下的事务,是.net的主推事务。

二:事务有关概念

第一节,我们都用代码把事务实践了一把,那还有必要来说事务的概念和事务在运行过程中涉及到的对象呢?如果你想深入了解事务,这一步是必须的。

事务的定义和属性:

1,什么是事务:它是一个操作序列,这些操作要么都执行,要么都不执行,它是一个不可分割的工作单位。

2,事务特性:接触事务,都是从事务的ACID开始,原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。每个特性的定义僵硬,枯燥,不易理解,读了好几篇都有让人想跳楼的欲望。今儿换一个方式来说事务特性。

银行转款是事务的经典示例,可能因为钱与银行扯的上关系,一提到银行,大家都精神倍爽,为了不另类,所以我也决定用银行转款来说事务的四大特性。

2.1:原子性:银行转款分为”转出”和”接收”两步,比如给异地结婚的朋友送礼金,自己的钱已经转出去了,但是朋友没有收到礼金,这时大家都心急如焚。所以转款必须要保证”转出”和”接收”要么都成功,要么都不成功。这就是转款的原子性。

2.2:一致性:给朋友转款888元RMB作为婚礼的礼金,但是朋友只收到777元RMB。这时你不爽了,你朋友也不爽,所以转款要必须保证数据的一致性。

2.3:隔离性:转款分为”转出”和”接收”两步,理论上是可以同时进行的,但是在实际生活中确有时间差,即使相差0.0001秒,在这段时间里,自己的账户和朋友的账户都不能进行查询操作,即使查询了,也是处于一种等待状态。在这期间外界无法对数据进行查询访问,所以称之为隔离性。

2.4:持久性:转款这个操作被银行记录起来,过很多年后,你都还能查询到转款这个记录。这就是持久性。

事务涉及的对象:

1,资源:应用程序存储和获取数据的地方,可以是数据库,文件,也可以是内存。如果是应用程序的事务块代码中涉及到的数据库,文件,内存,那这些资源就称为事务型资源

2,资源管理器:在事务模型中,应用不是直接访问资源,而是通过中间介访问资源,这个中间介就叫资源管理器。资源分为可持久化资源(对应了持久化资源管理),易失资源(对应了易失资源管理器)。

3,事务管理器:实现事务的开始,提交,回滚。

事务提升:

要认识事务提升,必须要弄清楚事务管理器的类型。如下作了非常详细的介绍:

1:轻量级事务管理器:作用于开启事务的应用程序域,只能包含一个持久化资源,如果再添加一个持久化资源,将被轻量级事务管理器忽略。但是可以登记多个易失资源。目前轻量级事务管理器只支持SQL 2005以及SQL2005以上的版本持久化资源。

3:内核事务管理器:在Vista被引入,并后续于Windows Server 2008,WIN7。引入内核事务管理器主要是把文件管理(NTFS文件系统)和注册表管理纳入事务范畴。我们将那些支持事务的文件系统和注册表叫作事务型文件系统(TxF)和事务型注册表(TxR)。 之所以称为内核事务管理器,是因它运行在内核模式上,而不是在用户模式上。同样内核事务管理器只支持一个持久化资源。

3:分布式事务协调器:每一台电脑上只有一个分布式事务协调器,它管理了当前计算机的所有事务资源。它可以跨程序域,跨进程,跨机器,跨网络来执行事务。当事务跨机器时,每台机器的分布式事务协调器按照相应的协议工作,实现对整个事务的管理,它对应的事务管理协议有Ole-Tx和WS-Atomic Transaction(WS-AT)这些。 分布式事务协调器能够管理一个分布式事务涉及的所有事务型资源,不管具体的事务型资源分布在何处。

事务提升:事务是一个动态执行的操作序列,在整个过程中,不可能预知资源的登记情况。所以轻量级事务管理器作为默认的事务管理器,随着事务的逐步执行,如果涉及到内核事务资源,那么将提升为内核事务管理器。如果出现对多个事务资源的访问,或者当前事务涉及跨域(调用另外一个服务),就会提升为分布式事务协调器。Windows采用事务提升机制进行事务管理器的选择。

三:事务的分类

1:本地事务

轻量级事务管理器,内核事务管理器都只支持本地事务。本地事务相对简单,这儿不作重点简述。

2:分布式事务

理解分布式事务是怎样实现的,事务提交树是关键。

事务提交树:事务提交树的根是事务初始化服务所在的机器的DTC,它在整个事务提交过程中充当着总协调者,又被称为全局提交协调器。资源管理器充当着事务提交树的叶子节点,它们的父结点为本机的DTC,分布于不同机器的DTC按照事务的传播路径形成了上下级关系。

  

在一个分布式事务中,事务的初始化和提交是属于一个对象,只有最初开始的事务才能被提交,我们将这种能被初始化和提交的事务称作可提交事务。随着参与者逐个登记到事务中,它们本地的事务实际上依赖着这个最初开始的事务,所以我们称这种事务叫依赖事务。

四:示例

文件事务

在MSDN上对文件事务有详细的阐述  使用文件系统事务增强您的应用程序  我们如果是仔细阅读这篇文章不难发现他提供了一个.exe类型文件的下载。先把这个TxF2007_07.exe文件下载到本地硬盘,执行它,可以得到一个关于 c#的 KtmIntegration.csproj 的项目,我们用visual studio来打开这个项目,并且重新重成这个项目,可以得到一个KtmIntegration.dll文件。在你要实现的文件事务的项目中引入这个.dll文件,那你就可以很顺利的实现文件事务的操作了。具体代码:

不要忘记了引入using Microsoft.KtmIntegration;名称空间。在段代码没有异常的情况下,我们可以看到D盘里顺利创建了一个关于Sam Xiao.txt的文件。我们故意在这段代码中抛出一个被0整除的异常,那么整个操作就会回滚。

分布式事务

在.net平台上,主要是通过WCF的手段来实现程序的分布式开发。在WCF事务体系:主要解决了事务在服务中的流转,以及解决服务内部直接或间接访问事务型资源的协作。

用WCF来演示事务的时候,要选择好WCF的绑定类型,有一部份绑定是不支持WCF的事务传播的。我们选择wsHttpBinding 来做WCF的事务演示。

1,首先定义好WCF的服务契约

2,实现WCF的服务

3,WCF宿主配置

4,WCF客户端配置

5,调用服务

此时我们WCF演示事务的五步曲就完成了。我们做敏捷开发都知道,可运行的代码高于详细的文档。如果还有不太明白的地方,可以在网上搜索,也可以留言问我。

五:总结

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