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Java中的事務——JDBC事務和JTA事務

我的博客中曾經關于事務有過很多討論,之前的事務介紹基本都是數據庫層面的事務,本文來介紹一下J2EE中和事務相關的內容,在閱讀本文之前,希望讀者對分布式有一定的了解。

關于事務的基礎知識這里不再詳細介紹,想要了解的同學可以在我的博客中閱讀相關文章。

Java事務的類型有三種:JDBC事務、JTA(Java Transaction API)事務、容器事務。 常見的容器事務如Spring事務,容器事務主要是J2EE應用服務器提供的,容器事務大多是基于JTA完成,這是一個基于JNDI的,相當復雜的API實現。所以本文暫不討論容器事務。本文主要介紹J2EE開發中兩個比較基本的事務:JDBC事務JTA事務。

JDBC事務

JDBC的一切行為包括事務是基于一個Connection的,在JDBC中是通過Connection對象進行事務管理。在JDBC中,常用的和事務相關的方法是: setAutoCommit、commit、rollback等。

Java_jdbc

下面看一個簡單的JDBC事務代碼:

public void JdbcTransfer() { 
    java.sql.Connection conn = null;
     try{ 
        conn = conn =DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@host:1521:SID","username","userpwd");
         // 將自動提交設置為 false,
         //若設置為 true 則數據庫將會把每一次數據更新認定為一個事務并自動提交
         conn.setAutoCommit(false);

         stmt = conn.createStatement(); 
         // 將 A 賬戶中的金額減少 500 
         stmt.execute("\
         update t_account set amount = amount - 500 where account_id = 'A'");
         // 將 B 賬戶中的金額增加 500 
         stmt.execute("\
         update t_account set amount = amount + 500 where account_id = 'B'");

         // 提交事務
         conn.commit();
         // 事務提交:轉賬的兩步操作同時成功
     } catch(SQLException sqle){            
         try{ 
             // 發生異常,回滾在本事務中的操做
            conn.rollback();
             // 事務回滾:轉賬的兩步操作完全撤銷
             stmt.close(); 
             conn.close(); 
         }catch(Exception ignore){ 

         } 
         sqle.printStackTrace(); 
     } 
}

上面的代碼實現了一個簡單的轉賬功能,通過事務來控制轉賬操作,要么都提交,要么都回滾。


JDBC事務的優缺點

JDBC為使用Java進行數據庫的事務操作提供了最基本的支持。通過JDBC事務,我們可以將多個SQL語句放到同一個事務中,保證其ACID特性。JDBC事務的主要優點就是API比較簡單,可以實現最基本的事務操作,性能也相對較好。

但是,JDBC事務有一個局限:一個 JDBC 事務不能跨越多個數據庫?。?!所以,如果涉及到多數據庫的操作或者分布式場景,JDBC事務就無能為力了。

JTA事務

為什么需要JTA

通常,JDBC事務就可以解決數據的一致性等問題,鑒于他用法相對簡單,所以很多人關于Java中的事務只知道有JDBC事務,或者有人知道框架中的事務(比如Hibernate、Spring)等。但是,由于JDBC無法實現分布式事務,而如今的分布式場景越來越多,所以,JTA事務就應運而生。

如果,你在工作中沒有遇到JDBC事務無法解決的場景,那么只能說你做的項目還都太小。拿電商網站來說,我們一般把一個電商網站橫向拆分成商品模塊、訂單模塊、購物車模塊、消息模塊、支付模塊等。然后我們把不同的模塊部署到不同的機器上,各個模塊之間通過遠程服務調用(RPC)等方式進行通信。以一個分布式的系統對外提供服務。

一個支付流程就要和多個模塊進行交互,每個模塊都部署在不同的機器中,并且每個模塊操作的數據庫都不一致,這時候就無法使用JDBC來管理事務。我們看一段代碼:

/** 支付訂單處理 **/
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void completeOrder() {
    orderDao.update(); // 訂單服務本地更新訂單狀態
    accountService.update(); // 調用資金賬戶服務給資金帳戶加款
    pointService.update(); // 調用積分服務給積分帳戶增加積分
    accountingService.insert(); // 調用會計服務向會計系統寫入會計原始憑證
    merchantNotifyService.notify(); // 調用商戶通知服務向商戶發送支付結果通知
}

上面的代碼是一個簡單的支付流程的操作,其中調用了五個服務,這五個服務都通過RPC的方式調用,請問使用JDBC如何保證事務一致性?我在方法中增加了@Transactional注解,但是由于采用調用了分布式服務,該事務并不能達到ACID的效果。

JTA事務比JDBC事務更強大。一個JTA事務可以有多個參與者,而一個JDBC事務則被限定在一個單一的數據庫連接。下列任一個Java平臺的組件都可以參與到一個JTA事務中:JDBC連接、JDO PersistenceManager 對象、JMS 隊列、JMS 主題、企業JavaBeans(EJB)、一個用J2EE Connector Architecture 規范編譯的資源分配器。


JTA的定義

Java事務API(Java Transaction API,簡稱JTA ) 是一個Java企業版 的應用程序接口,在Java環境中,允許完成跨越多個XA資源的分布式事務。

JTA

JTA和它的同胞Java事務服務(JTS;Java TransactionService),為J2EE平臺提供了分布式事務服務。不過JTA只是提供了一個接口,并沒有提供具體的實現,而是由j2ee服務器提供商 根據JTS規范提供的,常見的JTA實現有以下幾種:

  • 1.J2EE容器所提供的JTA實現(JBoss)
  • 2.獨立的JTA實現:如JOTM,Atomikos.這些實現可以應用在那些不使用J2EE應用服務器的環境里用以提供分布事事務保證。如Tomcat,Jetty以及普通的java應用。

JTA里面提供了 java.transaction.UserTransaction ,里面定義了下面幾個方法

begin:開啟一個事務

commit:提交當前事務

rollback:回滾當前事務

setRollbackOnly:把當前事務標記為回滾

setTransactionTimeout:設置事務的事件,超過這個事件,就拋出異常,回滾事務

這里,值得注意的是,不是使用了UserTransaction就能把普通的JDBC操作直接轉成JTA操作,JTA對DataSource、Connection和Resource 都是有要求的,只有符合XA規范,并且實現了XA規范的相關接口的類才能參與到JTA事務中來,關于XA規范,請看我的另外一篇文章中有相關介紹。這里,提一句,目前主流的數據庫都支持XA規范。

要想使用用 JTA 事務,那么就需要有一個實現 javax.sql.XADataSource 、 javax.sql.XAConnectionjavax.sql.XAResource 接口的 JDBC 驅動程序。一個實現了這些接口的驅動程序將可以參與 JTA 事務。一個 XADataSource 對象就是一個 XAConnection 對象的工廠。XAConnection 是參與 JTA 事務的 JDBC 連接。

要使用JTA事務,必須使用XADataSource來產生數據庫連接,產生的連接為一個XA連接。

XA連接(javax.sql.XAConnection)和非XA(java.sql.Connection)連接的區別在于:XA可以參與JTA的事務,而且不支持自動提交。

public void JtaTransfer() { 
        javax.transaction.UserTransaction tx = null;
        java.sql.Connection conn = null;
         try{ 
             tx = (javax.transaction.UserTransaction) context.lookup("java:comp/UserTransaction");  //取得JTA事務,本例中是由Jboss容器管理
             javax.sql.DataSource ds = (javax.sql.DataSource) context.lookup("java:/XAOracleDS");  //取得數據庫連接池,必須有支持XA的數據庫、驅動程序  
             tx.begin();
            conn = ds.getConnection();

             // 將自動提交設置為 false,
             //若設置為 true 則數據庫將會把每一次數據更新認定為一個事務并自動提交
             conn.setAutoCommit(false);

             stmt = conn.createStatement(); 
             // 將 A 賬戶中的金額減少 500 
             stmt.execute("\
             update t_account set amount = amount - 500 where account_id = 'A'");
             // 將 B 賬戶中的金額增加 500 
             stmt.execute("\
             update t_account set amount = amount + 500 where account_id = 'B'");

             // 提交事務
             tx.commit();
             // 事務提交:轉賬的兩步操作同時成功
         } catch(SQLException sqle){            
             try{ 
                 // 發生異常,回滾在本事務中的操做
              tx.rollback();
                 // 事務回滾:轉賬的兩步操作完全撤銷
                 stmt.close(); 
                 conn.close(); 
             }catch(Exception ignore){ 

             } 
             sqle.printStackTrace(); 
         } 
     }

上面的例子就是一個使用JTA事務的轉賬操作,該操作相對依賴于J2EE容器,并且需要通過JNDI的方式獲取UserTransactionConnection。


標準的分布式事務

一個分布式事務(Distributed Transaction)包括一個事務管理器transaction manager)和一個或多個資源管理器(resource manager)。一個資源管理器resource manager)是任意類型的持久化數據存儲。事務管理器transaction manager)承擔著所有事務參與單元者的相互通訊的責任。

JTA的實現方式也是基于以上這些分布式事務參與者實現的,具體的關于JTA的實現細節不是本文的重點,感興趣的同學可以閱讀JTA 深度歷險 – 原理與實現

  • 看上面關于分布式事務的介紹是不是和2PC中的事務管理比較像?的卻,2PC其實就是符合XA規范的事務管理器協調多個資源管理器的一種實現方式。 我之前有幾篇文章關于2PC和3PC的,那幾篇文章中介紹過分布式事務中的事務管理器是如何協調多個事務的統一提交或回滾的,后面我還會有幾篇文章詳細的介紹一下和分布式事務相關的內容,包括但不限于全局事務、DTP模型、柔性事務等。

JTA的優缺點

JTA的優點很明顯,就是提供了分布式事務的解決方案,嚴格的ACID。但是,標準的JTA方式的事務管理在日常開發中并不常用,因為他有很多缺點:

  • 實現復雜
    • 通常情況下,JTA UserTransaction需要從JNDI獲取。這意味著,如果我們使用JTA,就需要同時使用JTA和JNDI。
  • JTA本身就是個笨重的API
  • 通常JTA只能在應用服務器環境下使用,因此使用JTA會限制代碼的復用性。

總結

Java事務的類型有三種:JDBC事務、JTA(Java Transaction API)事務、容器事務,其中JDBC的事務操作用法比較簡單,適合于處理同一個數據源的操作。JTA事務相對復雜,可以用于處理跨多個數據庫的事務,是分布式事務的一種解決方案。

這里還要簡單說一下,雖然JTA事務是Java提供的可用于分布式事務的一套API,但是不同的J2EE平臺的實現都不一樣,并且都不是很方便使用,所以,一般在項目中不太使用這種較為負責的API?,F在業內比較常用的分布式事務解決方案主要有異步消息確保型、TCC、最大努力通知等。關于這幾種分布式事務解決方案,我會在后面的文章中介紹。歡迎關注與交流。

參考資料

JTA 深度歷險 – 原理與實現

事務模型與分布式事務總結思考

(全文完) 歡迎關注『Java之道』微信公眾號
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評論 9

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  1. #1

    講的很好,贊一個

    風度4年前 (2016-08-15)回復
  2. #2

    哥們這ide用的是哪個呀。

    秦淮小屋4年前 (2016-08-22)回復
    • IDEA

      HollisChuang4年前 (2016-08-23)回復
  3. #3

    風吹過,我來過!

    蒂歐娜4年前 (2016-08-26)回復
  4. #4

    支持一下 期待看到下一篇

    Ze4年前 (2016-08-26)回復
  5. #5

    感覺很不錯的樣子!

    尚愛思笑話4年前 (2016-08-30)回復
  6. #6

    認真拜讀中……

    廣告任務網4年前 (2016-09-07)回復
  7. #7

    偶然來訪,受益良多!

    增達信購4年前 (2016-09-10)回復
  8. #8

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    周少偉4年前 (2016-09-22)回復

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