全面解析JTA 深度历险

什么是事务处理

事务是计算机应用中不可或缺的组件模型，它保证了用户操作的原子性 ( Atomicity )、一致性 ( Consistency )、隔离性 ( Isolation ) 和持久性 ( Durabilily )。关于事务最经典的示例莫过于信用卡转账：将用户 A 账户中的 500 元人民币转移到用户 B 的账户中，其操作流程如下 ：

1. 将 A 账户中的金额减少 500

2. 将 B 账户中的金额增加 500

这两个操作必须保正 ACID 的事务属性：即要么全部成功，要么全部失败；假若没有事务保障，用户的账号金额将可能发生问题：

假如第一步操作成功而第二步失败，那么用户 A 账户中的金额将就减少 500 元而用户 B 的账号却没有任何增加（不翼而飞）；同样如果第一步出错 而第二步成功，那么用户 A 的账户金额不变而用户 B 的账号将增加 500 元（凭空而生）。上述任何一种错误都会产生严重的数据不一致问题，事务的缺失对于一个稳定的生产系统是不可接受的。
J2EE 事务处理方式

1. 本地事务：紧密依赖于底层资源管理器（例如数据库连接 )，事务处理局限在当前事务资源内。此种事务处理方式不存在对应用服务器的依赖，因而部署灵活却无法支持多数据源的分布式事务。在数据库连接中使用本地事务示例如下：

清单 1. 本地事务处理实例

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(); 
    } 
  }

2. 分布式事务处理 : Java 事务编程接口（JTA：Java Transaction API）和 Java 事务服务 (JTS；Java Transaction Service) 为 J2EE 平台提供了分布式事务服务。分布式事务（Distributed Transaction）包括事务管理器（Transaction Manager）和一个或多个支持 XA 协议的资源管理器 ( Resource Manager )。我们可以将资源管理器看做任意类型的持久化数据存储；事务管理器承担着所有事务参与单元的协调与控制。JTA 事务有效的屏蔽了底层事务资源，使应用可以以透明的方式参入到事务处理中；但是与本地事务相比，XA 协议的系统开销大，在系统开发过程中应慎重考虑是否确实需要分布式事务。若确实需要分布式事务以协调多个事务资源，则应实现和配置所支持 XA 协议的事务资源，如 JMS、JDBC 数据库连接池等。使用 JTA 处理事务的示例如下（注意：connA 和 connB 是来自不同数据库的连接）

清单 2. JTA 事务处理

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(); 
    } 
  }

JTA 实现原理

很多开发人员都会对 JTA 的内部工作机制感兴趣：我编写的代码没有任何与事务资源（如数据库连接）互动的代码，但是我的操作（数据库更新）却实实在在的被包含在了事务中，那 JTA 究竟是通过何种方式来实现这种透明性的呢？ 要理解 JTA 的实现原理首先需要了解其架构：它包括事务管理器（Transaction Manager）和一个或多个支持 XA 协议的资源管理器 ( Resource Manager ) 两部分， 我们可以将资源管理器看做任意类型的持久化数据存储；事务管理器则承担着所有事务参与单元的协调与控制。 根据所面向对象的不同，我们可以将 JTA 的事务管理器和资源管理器理解为两个方面：面向开发人员的使用接口（事务管理器）和面向服务提供商的实现接口（资源管理器）。其中开发接口的主要部分即为上述示例中引用的 UserTransaction 对象，开发人员通过此接口在信息系统中实现分布式事务；而实现接口则用来规范提供商（如数据库连接提供商）所提供的事务服务，它约定了事务的资源管理功能，使得 JTA 可以在异构事务资源之间执行协同沟通。以数据库为例，IBM 公司提供了实现分布式事务的数据库驱动程序，Oracle 也提供了实现分布式事务的数据库驱动程序， 在同时使用 DB2 和 Oracle 两种数据库连接时， JTA 即可以根据约定的接口协调者两种事务资源从而实现分布式事务。正是基于统一规范的不同实现使得 JTA 可以协调与控制不同数据库或者 JMS 厂商的事务资源。

开发人员使用开发人员接口，实现应用程序对全局事务的支持；各提供商（数据库，JMS 等）依据提供商接口的规范提供事务资源管理功能；事务管理器（ TransactionManager ）将应用对分布式事务的使用映射到实际的事务资源并在事务资源间进行协调与控制。 下面，本文将对包括 UserTransaction、Transaction 和 TransactionManager 在内的三个主要接口以及其定义的方法进行介绍。

面向开发人员的接口为 UserTransaction （使用方法如上例所示），开发人员通常只使用此接口实现 JTA 事务管理，其定义了如下的方法：

begin()- 开始一个分布式事务，（在后台 TransactionManager 会创建一个 Transaction 事务对象并把此对象通过 ThreadLocale 关联到当前线程上 )

commit()- 提交事务（在后台 TransactionManager 会从当前线程下取出事务对象并把此对象所代表的事务提交）

rollback()- 回滚事务（在后台 TransactionManager 会从当前线程下取出事务对象并把此对象所代表的事务回滚）

getStatus()- 返回关联到当前线程的分布式事务的状态 (Status 对象里边定义了所有的事务状态，感兴趣的读者可以参考 API 文档 )

setRollbackOnly()- 标识关联到当前线程的分布式事务将被回滚

面向提供商的实现接口主要涉及到 TransactionManager 和 Transaction 两个对象

Transaction 代表了一个物理意义上的事务，在开发人员调用 UserTransaction.begin() 方法时 TransactionManager 会创建一个 Transaction 事务对象（标志着事务的开始）并把此对象通过 ThreadLocale 关联到当前线程。UserTransaction 接口中的 commit()、rollback()，getStatus() 等方法都将最终委托给 Transaction 类的对应方法执行。Transaction 接口定义了如下的方法：

commit()- 协调不同的事务资源共同完成事务的提交

rollback()- 协调不同的事务资源共同完成事务的回滚

setRollbackOnly()- 标识关联到当前线程的分布式事务将被回滚

getStatus()- 返回关联到当前线程的分布式事务的状态

enListResource(XAResource xaRes,int flag)- 将事务资源加入到当前的事务中（在上述示例中，在对数据库 A 操作时 其所代表的事务资源将被关联到当前事务中，同样，在对数据库 B 操作时其所代表的事务资源也将被关联到当前事务中）
delistResourc(XAResource xaRes,int flag)- 将事务资源从当前事务中删除

registerSynchronization(Synchronization sync)- 回调接口，Hibernate 等 ORM 工具都有自己的事务控制机制来保证事务， 但同时它们还需要一种回调机制以便在事务完成时得到通知从而触发一些处理工作，如清除缓存等。这就涉及到了 Transaction 的回调接口 registerSynchronization。工具可以通过此接口将回调程序注入到事务中，当事务成功提交后，回调程序将被激活。

TransactionManager 本身并不承担实际的事务处理功能，它更多的是充当用户接口和实现接口之间的桥梁。下面列出了 TransactionManager 中定义的方法，可以看到此接口中的大部分事务方法与 UserTransaction 和 Transaction 相同。 在开发人员调用 UserTransaction.begin() 方法时 TransactionManager 会创建一个 Transaction 事务对象（标志着事务的开始）并把此对象通过 ThreadLocale 关联到当前线程上；同样 UserTransaction.commit() 会调用 TransactionManager.commit()， 方法将从当前线程下取出事务对象 Transaction 并把此对象所代表的事务提交， 即调用 Transaction.commit()

begin()- 开始事务

commit()- 提交事务

rollback()- 回滚事务

getStatus()- 返回当前事务状态

setRollbackOnly()

getTransaction()- 返回关联到当前线程的事务

setTransactionTimeout(int seconds)- 设置事务超时时间

resume(Transaction tobj)- 继续当前线程关联的事务

suspend()- 挂起当前线程关联的事务

（编辑：安卓应用网）

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