3.0 JTA规范

2018-02-05 02:31:40 2,369 0

JTA规范下载地址:http://download.oracle.com/otn-pub/jcp/jta-1.1-spec-oth-JSpec/jta-1_1-spec.pdf

JTA规范事务模型

    Java事务API(JTA:Java Transaction API)和它的同胞Java事务服务(JTS:Java Transaction Service),为J2EE平台提供了分布式事务服务(distributed transaction)的能力。 某种程度上,可以认为JTA规范是XA规范的Java版,其把XA规范中规定的DTP模型交互接口抽象成Java接口中的方法,并规定每个方法要实现什么样的功能。

    在DTP模型中,规定了模型的五个组成元素:应用程序(Application)、资源管理器(Resource Manager)、事务管理器(Transaction Manager)、通信资源管理器(Communication Resource Manager)、 通信协议(Communication Protocol)。

    而在JTA规范中,模型中又多了一个元素Application Server,如下所示: 

4FD9C0DD-C543-4C7E-B6AE-F608BCFB6D1E.png


    下面介绍一下在JTA规范中,模型中各个组件的作用:

事务管理器(transaction manager):

    处于图中最为核心的位置,其他的事务参与者都是与事务管理器进行交互。事务了管理器提供事务声明,事务资源管理,同步,事务上下文传播等功能。JTA规范定义了事务管理器与其他事务参与者交互的接口,而JTS规范定义了事务管理器的实现要求,因此我们看到事务管理器底层是基于JTS的。


应用服务器(application server):

    顾名思义,是应用程序运行的容器。JTA规范规定,事务管理器的功能应该由application server提供,如上图中的EJB Server。一些常见的其他web容器,如:jboss、weblogic、websphere等,都可以作为application server,这些web容器都实现了JTA规范。特别需要注意的是,并不是所有的web容器都实现了JTA规范,如tomcat并没有实现JTA规范,因此并不能提供事务管理器的功能。


应用程序(application):

    简单来说,就是我们自己编写的应用,部署到了实现了JTA规范的application server中,之后我们就可以我们JTA规范中定义的UserTransaction类来声明一个分布式事务。通常情况下,application server为了简化开发者的工作量,并不一定要求开发者使用UserTransaction来声明一个事务,开发者可以在需要使用分布式事务的方法上添加一个注解,就像spring的声明式事务一样,来声明一个分布式事务。

    特别需要注意的是,JTA规范规定事务管理器的功能由application server提供。但是如果我们的应用不是一个web应用,而是一个本地应用,不需要被部署到application server中,无法使用application server提供的事务管理器功能。又或者我们使用的web容器并没有事务管理器的功能,如tomcat。对于这些情况,我们可以直接使用一些第三方的事务管理器类库,如JOTM和Atomikos。将事务管理器直接整合进应用中,不再依赖于application server。


资源管理器(resource manager):

    理论上任何可以存储数据的软件,都可以认为是资源管理器RM。最典型的RM就是关系型数据库了,如mysql,另外一种比较常见的资源管理器是消息中间件,如ActiveMQ、RabbitMQ等, 这些都是真正的资源管理器。  

    事实上,将资源管理器(resource manager)称为资源适配器(resource adapter)似乎更为合适。因为在java程序中,我们都是通过client来于RM进行交互的,例如:我们通过mysql-connector-java-x.x.x.jar驱动包,获取Conn、执行sql,与mysql服务端进行通信;通过ActiveMQ、RabbitMQ等的客户端,来发送消息等。

    正常情况下,一个数据库驱动供应商只需要实现JDBC规范即可,一个消息中间件供应商只需要实现JMS规范即可。 而引入了分布式事务的概念后,DB、MQ等在DTP模型中的作用都是RM,二者是等价的,需要由TM统一进行协调。

    为此,JTA规范定义了一个XAResource接口,其定义RM必须要提供给TM调用的一些方法。之后,不管这个RM是DB,还是MQ,TM并不关心,因为其操作的是XAResource接口。而其他规范(如JDBC、JMS)的实现者,同时也对此接口进行实现。如MysqlXAConnection,就实现了XAResource接口。


通信资源管理器(Communication Resource Manager):

    这个是DTP模型中就已经存在的概念,对于需要跨应用的分布式事务,事务管理器彼此之间需要通信,这是就是通过CRM这个组件来完成的。JTA规范中,规定CRM需要实现JTS规范定义的接口。

    下图更加直观的演示了JTA规范中各个模型组件之间是如何交互的: 

DE854E8B-2E11-4E63-9B21-111A501985B4.png


 

说明如下:

1、application 运行在application server中

2、application 需要访问3个资源管理器(RM)上资源:1个MQ资源和2个DB资源。

3、由于这些资源服务器是独立部署的,如果需要同时进行更新数据的话并保证一致性的话,则需要使用到分布式事务,需要有一个事务管理器来统一协调。

4、Application Server提供了事务管理器的功能

5、作为资源管理器的DB和MQ的客户端驱动包,都实现了XAResource接口,以供事务管理器调用。

2 JTA规范--接口定义

JTA是java扩展包,在应用中需要额外引入相应的jar包依赖

<dependency>
    <groupId>javax.transaction</groupId>
    <artifactId>jta</artifactId>
    <version>1.1</version>
</dependency>

JTA规范1.1中的源码非常少,如下所示: 

E137F669-A508-4120-9213-631278201DF3.png

可以看到,这里除了红色框中包含的接口定义之外,其他全部是异常(XxxException),这里我们仅讨论JTA规范中定义的接口作用:

        javax.transaction.Status:事务状态,这个接口主要是定义一些表示事务状态的常量,此接口无需实现

        javax.transaction.Synchronization:同步

        javax.transaction.Transaction:事务

        javax.transaction.TransactionManager:事务管理器

        javax.transaction.UserTransaction:用于声明一个分布式事务

        javax.transaction.TransactionSynchronizationRegistry:事务同步注册

        javax.transaction.xa.XAResource:定义RM提供给TM操作的接口

        javax.transaction.xa.Xid:事务id

     JTA规范中定义的这些接口,并不需要应用程序的开发人员去实现。而是由各个厂商去实现,根据在DTP模型中扮演的不同角色,需要实现不同的接口。

TM供应商:

    实现UserTransaction、TransactionManager、Transaction、TransactionSynchronizationRegistry、Synchronization、Xid接口,通过与XAResource接口交互来实现分布式事务。此外,TM厂商如果要支持跨应用的分布式事务,那么还要实现JTS规范定义的接口。

    常见的TM提供者包括我们前面提到的application server,包括:jboss、ejb server、weblogic等,以及一些以第三方类库形式提供事务管理器功能的jotm、Atomikos。

RM供应商:

    XAResource接口需要由资源管理器者来实现,XAResource接口中定义了一些方法,这些方法将会被TM进行调用,如:

    start方法:开启事务分支

    end方法:结束事务分支

    prepare方法:准备提交

    commit方法:提交

    rollback方法:回滚

    recover方法:列出所有处于PREPARED状态的事务分支

    一些RM提供者,可能也会提供自己的Xid接口的实现。

   

 此外,不同的资源管理器有一些各自的特定接口要实现:

    如JDBC2.0规范定义支持分布式事务的jdbc driver需要实现:javax.sql.XAConnection、javax.sql.XADataSource接口

    JMS1.0规范规定支持分布式事务的JMS厂商,需要实现javax.jms.XAConnection、javax.jms.XASession接口

 注意:  作为DTP模型中Application开发者的我们,并不需要去实现任何JTA规范中定义的接口,只需要使用TM提供的UserTransaction实现,来声明、提交、回滚一个分布式事务即可。

    以下案例演示了UserTransaction接口的基本使用:构建一个分布式事务,来操作位于2个不同的数据库的数据,假设这两个库中都有一个user表。

UserTransaction userTransaction=...
        try{
            //开启分布式事务
            userTransaction.begin(); 
           
            //执行事务分支1
            conn1 = db1.getConnection();
            ps1= conn1.prepareStatement("INSERT into user(name,age) VALUES ('tianshouzhi',23)");
            ps1.executeUpdate();
            
            //执行事务分支2
            conn2 = db2.getConnection();
            ps2 = conn2.prepareStatement("INSERT into user(name,age) VALUES ('tianshouzhi',23)");
            ps2.executeUpdate();
            //提交,两阶段提交发生在这个方法内部
            userTransaction.commit();
        }catch (Exception e){
            try {
                userTransaction.rollback();//回滚
            } catch (SystemException ignore) {
            }
        }

    需要注意的是,在分布式事务中,当我们需要提交或者回滚一个事务时,不应该再使用Connection接口提供的commit和rollback方法。而是应该使用UserTransaction接口的commit接口和rollback接口替代。

    另外,在本案例中,我们并没有说明UserTransaction实例是如何构建的,这是由事务管理器(TM)实现者提供的,而目前我们还没有接触过任何事务管理器。

    在下一节中,我们将通过atomikos这个事务管理器,来演示一个真实的分布式事务案例。