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本地事务和分布式事务工作实践 [转]

2016-08-04 15:47 218 查看

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。

BEGIN TRANSACTION  UPDATE [dbo].[T_ACCOUNT] SET BALANCE = BALANCE + @amount WHERE ID = @toAccount  IF @@ERROR <> 0   BEGIN
ROLLBACK TRANSACTION  END ELSE
COMMIT TRANSACTION

　　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。

using (DbTransaction transaction = connection.BeginTransaction())
{
command.Transaction = transaction;     try
{
command.ExecuteNonQuery();
transaction.Commit();
}    catch (Exception ex)
{
transaction.Rollback();        throw new Exception(ex.Message);
}
}

　　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和硬盘。基于这种情况，.net 2.0推出了System.Transactions事务。

using (TransactionScope transactionScope = new TransactionScope())
{
bankService.Pay("111", 50);
bankService.Receipt("222", 50);
transactionScope.Complete();
}

　　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

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：

using System;using System.IO;using System.Transactions;using Microsoft.KtmIntegration;namespace Exercise.WebLocalTransaction
{    public partial class Test02 : System.Web.UI.Page
{        protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{            using (TransactionScope transactionScope = new TransactionScope())
{                try
{
FileStream stream = TransactedFile.Open(                        @"D:/Sam Xiao.txt"
, FileMode.OpenOrCreate
, FileAccess.ReadWrite
, FileShare.ReadWrite);
StreamWriter writer = new StreamWriter(stream);
writer.WriteLine(String.Concat("执行一个事务代码：",DateTime.Now.ToString(),Environment.NewLine));
writer.Close();                    //int x = 0;                    //int y = 10;                    //int z = y / x;                    transactionScope.Complete();
}                catch
{

}
}
}
}
}

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

[ServiceContract(Name = "IBankingService")]public interface IBankingService
{

[TransactionFlow(TransactionFlowOption.Mandatory)]
[OperationContract(Name = "Transfer")]    void Transfer(string fromAccountId, string toAccountId, double amount);

[TransactionFlow(TransactionFlowOption.Mandatory)]
[OperationContract(Name = "Pay")]    bool Pay(String accountID, double amount);

[TransactionFlow(TransactionFlowOption.Mandatory)]
[OperationContract(Name = "Receipt")]    bool Receipt(String accountID, double amount);
}

　　2，实现WCF的服务

[ServiceBehavior(TransactionIsolationLevel = System.Transactions.IsolationLevel.Serializable)]public class BankingService : IBankingService
{
[OperationBehavior(TransactionScopeRequired = true, TransactionAutoComplete = true)]    public void Transfer(string fromAccountId, string toAccountId, double amount)
{        throw new NotImplementedException();
}

[OperationBehavior(TransactionScopeRequired = true, TransactionAutoComplete = true)]    public bool Pay(string accountID, double amount)
{        throw new NotImplementedException();
}

[OperationBehavior(TransactionScopeRequired = true, TransactionAutoComplete = true)]    public bool Receipt(string accountID, double amount)
{        throw new NotImplementedException();
}
}

　　3，WCF宿主配置

<system.serviceModel>
<behaviors>
<serviceBehaviors>
<behavior name="sBehaviorConfig">
<serviceMetadata httpGetEnabled="true" />
<serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="true" />
</behavior>
</serviceBehaviors>
</behaviors>

<bindings>
<wsHttpBinding>
<binding name="wshttpConfig" transactionFlow="true" >
<security mode="None" />
</binding>
</wsHttpBinding>
</bindings>

<services>
<service name="Exercise.Service.BankingService" behaviorConfiguration="sBehaviorConfig">
<endpoint address="mex"  binding="wsHttpBinding" bindingConfiguration="wshttpConfig" contract="Exercise.Contract.IBankingService"></endpoint>
</service>
</services>
<serviceHostingEnvironment multipleSiteBindingsEnabled="true" />
</system.serviceModel>

　　4，WCF客户端配置

<system.serviceModel>
<bindings>
<wsHttpBinding>
<binding name="WSHttpBinding_IBankingService" transactionFlow="true">
<security mode="None" />
</binding>
</wsHttpBinding>
</bindings>
<client>
<endpoint address="http://localhost:9100/BankingService.svc/mex"
binding="wsHttpBinding" bindingConfiguration="WSHttpBinding_IBankingService"
contract="Exercise.Contract.IBankingService" name="WSHttpBinding_IBankingService" />
</client>
</system.serviceModel>

　　5，调用服务

IBankingService bankService = WcfProxy.CreateProxy<IBankingService>("WSHttpBinding_IBankingService");protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{    using (TransactionScope transactionScope = new TransactionScope())
{
bankService.Pay("111", 50);
bankService.Receipt("222", 50);
transactionScope.Complete();
}
}

核心技术：Maven,Springmvc mybatis shiro, Druid, Restful, Dubbo, ZooKeeper,Redis,FastDFS,ActiveMQ,Nginx
1. 项目核心代码结构截图