使用Atomikos實現JTA分佈式事務

使用Atomikos實現JTA分佈式事務

在這篇文章中：

• 1.1 JTA事務模型
• 2 JTA規範接口
• 3 Atomikos分佈式事務

本文全面的介紹了JTA分佈式事務模型和接口規範，以及開源的分佈式事務解決方案Atomikos。筆者認同"talk is cheap，show me the code"，所以在文章最後，給出一個完整的Atomikos與spring、mybatis整合的完整案例。

1 JTA規範

Java事務API（JTA：Java Transaction API）和它的同胞Java事務服務（JTS：Java Transaction Service），爲J2EE平臺提供了分佈式事務服務（distributed transaction）的能力。 某種程度上，能夠認爲JTA規範是XA規範的Java版，其把XA規範中規定的DTP模型交互接口抽象成Java接口中的方法，並規定每一個方法要實現什麼樣的功能。

1.1 JTA事務模型

在DTP模型中，規定了模型的五個組成元素：應用程序(Application)、資源管理器(Resource Manager)、事務管理器(Transaction Manager)、通訊資源管理器(Communication Resource Manager)、 通訊協議(Communication Protocol)。

而在JTA規範中，模型中又多了一個元素Application Server，以下所示：

各個組件的介紹以下：

事務管理器(transaction manager)：

處於圖中最爲核心的位置，其餘的事務參與者都是與事務管理器進行交互。事務了管理器提供事務聲明，事務資源管理，同步，事務上下文傳播等功能。JTA規範定義了事務管理器與其餘事務參與者交互的接口，而JTS規範定義了事務管理器的實現要求，所以咱們看到事務管理器底層是基於JTS的。

應用服務器(application server)：

顧名思義，是應用程序運行的容器。JTA規範規定，事務管理器的功能應該由application server提供，如上圖中的EJB Server。一些常見的其餘web容器，如：jboss、weblogic、websphere等，均可以做爲application server，這些web容器都實現了JTA規範。特別須要注意的是，並非全部的web容器都實現了JTA規範，如tomcat並無實現JTA規範，所以並不能提供事務管理器的功能。

應用程序(application)：

簡單來講，就是咱們本身編寫的應用，部署到了實現了JTA規範的application server中，以後咱們就能夠咱們JTA規範中定義的UserTransaction類來聲明一個分佈式事務。一般狀況下，application server爲了簡化開發者的工做量，並不必定要求開發者使用UserTransaction來聲明一個事務，開發者能夠在須要使用分佈式事務的方法上添加一個註解，就像spring的聲明式事務同樣，來聲明一個分佈式事務。

特別須要注意的是，JTA規範規定事務管理器的功能由application server提供。可是若是咱們的應用不是一個web應用，而是一個本地應用，不須要被部署到application server中，沒法使用application server提供的事務管理器功能。又或者咱們使用的web容器並無事務管理器的功能，如tomcat。對於這些狀況，咱們能夠直接使用一些第三方的事務管理器類庫，如JOTM和Atomikos。將事務管理器直接整合進應用中，再也不依賴於application server。

資源管理器(resource manager)：

理論上任何能夠存儲數據的軟件，均可以認爲是資源管理器RM。最典型的RM就是關係型數據庫了，如mysql。另一種比較常見的資源管理器是消息中間件，如ActiveMQ、RabbitMQ等， 這些都是真正的資源管理器。

正常狀況下，一個數據庫驅動供應商只須要實現JDBC規範便可，一個消息中間件供應商只須要實現JMS規範便可。 引入了分佈式事務的概念後，DB、MQ等在DTP模型中的做用都是RM，兩者是等價的，須要由TM統一進行協調。

爲此，JTA規範定義了一個XAResource接口，其定義RM必需要提供給TM調用的一些方法。以後，無論這個RM是DB，仍是MQ，TM並不關心，由於其操做的是XAResource接口。而其餘規範(如JDBC、JMS)的實現者，同時也對此接口進行實現。如MysqlXAConnection，就實現了XAResource接口。

通訊資源管理器(Communication Resource Manager)：

這個是DTP模型中就已經存在的概念，對於須要跨應用的分佈式事務，事務管理器彼此之間須要通訊，這是就是經過CRM這個組件來完成的。JTA規範中，規定CRM須要實現JTS規範定義的接口。

下圖更加直觀的演示了JTA規範中各個模型組件之間是如何交互的：

說明以下：

• application 運行在application server中
• application 須要訪問3個資源管理器(RM)上資源：1個MQ資源和2個DB資源。
• 因爲這些資源服務器是獨立部署的，若是須要同時進行更新數據的話並保證一致性的話，則須要使用到分佈式事務，須要有一個事務管理器來統一協調。
• Application Server提供了事務管理器的功能
• 做爲資源管理器的DB和MQ的客戶端驅動包，都實現了XAResource接口，以供事務管理器調用。

2 JTA規範接口

JTA事務模型規定了一個分佈式事務中有哪些組件，而JTA接口規範則規定這些組件之間如何交互。須要注意的是JTA規範定義的這些接口，並不須要應用程序的開發人員去實現，而是由各個廠商去實現，根據在DTP模型中扮演的不一樣角色，須要實現不一樣的接口。做爲開發人員的咱們只須要學會如何使用便可。

JTA規範是Java擴展包，在應用中須要額外引入相應的jar包依賴

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

JTA規範1.1中的源碼很是少，以下所示：

能夠看到，這裏除了紅色框中包含的接口定義以外，其餘所有是異常(XxxException)，這裏咱們僅討論JTA規範中定義的接口做用：

• javax.transaction.Status：事務狀態，這個接口主要是定義一些表示事務狀態的常量，此接口無需實現
• javax.transaction.Synchronization：同步
• javax.transaction.Transaction：事務
• javax.transaction.TransactionManager：事務管理器
• javax.transaction.UserTransaction：用於聲明一個分佈式事務
• javax.transaction.TransactionSynchronizationRegistry：事務同步註冊
• javax.transaction.xa.XAResource：定義RM提供給TM操做的接口
• javax.transaction.xa.Xid：事務id

TM供應商：

實現UserTransaction、TransactionManager、Transaction、TransactionSynchronizationRegistry、Synchronization、Xid接口，經過與XAResource接口交互來實現分佈式事務。此外，TM廠商若是要支持跨應用的分佈式事務，那麼還要實現JTS規範定義的接口。

常見的TM提供者包括咱們前面提到的application server，包括:jboss、ejb server、weblogic等，以及一些以第三方類庫形式提供事務管理器功能的jotm、Atomikos。

RM供應商：

XAResource接口須要由資源管理器者來實現，XAResource接口中定義了一些方法，這些方法將會被TM進行調用，如：

• start方法：開啓事務分支
• end方法：結束事務分支
• prepare方法：準備提交
• commit方法：提交
• rollback方法：回滾
• recover方法：列出全部處於PREPARED狀態的事務分支

一些RM提供者，可能也會提供本身的Xid接口的實現。

此外，不一樣的資源管理器有一些各自的特定接口要實現：

• 如JDBC2.0規範定義支持分佈式事務的jdbc driver須要實現：javax.sql.XAConnection、javax.sql.XADataSource接口
• JMS1.0規範規定支持分佈式事務的JMS廠商，須要實現javax.jms.XAConnection、javax.jms.XASession接口

做爲DTP模型中Application開發者的咱們，並不須要去實現任何JTA規範中定義的接口，只須要使用TM提供的UserTransaction實現，來聲明、提交、回滾一個分佈式事務便可。

如下案例演示了UserTransaction接口的基本使用：構建一個分佈式事務，來操做位於2個不一樣的數據庫的數據，假設這兩個庫中都有一個user表。

UserTransaction userTransaction=... try{ //開啓分佈式事務 userTransaction.begin(); //執行事務分支1 conn1 = db1.getConnection(); ps1= conn1.prepareStatement("INSERT into user(name,age) VALUES ('tianshouzhi',23)"); ps1.executeUpdate(); //執行事務分支2 conn2 = db2.getConnection(); ps2 = conn2.prepareStatement("INSERT into user(name,age) VALUES ('tianshouzhi',23)"); ps2.executeUpdate(); //提交，兩階段提交發生在這個方法內部 userTransaction.commit(); }catch (Exception e){ try { userTransaction.rollback();//回滾 } catch (SystemException ignore) { } }

須要注意的是，在分佈式事務中，當咱們須要提交或者回滾一個事務時，不該該再使用Connection接口提供的commit和rollback方法。而是應該使用UserTransaction接口的commit接口和rollback接口替代。

另外，這個案例只是用於說明如何使用UserTransaction類，事實上，在實際開發中，並無這麼複雜。一些開源的分佈式事務解決方案，能夠與spring聲明式事務管理功能，所以咱們能夠經過一個簡單@Transactional註解，便可實現分佈式事務的功能。

例如，下面咱們將要提到Atomikos，就支持與spring事務整合。

3 Atomikos分佈式事務

Atomikos公司旗下有兩款著名的分佈事務產品：

• TransactionEssentials：開源的免費產品
• ExtremeTransactions：商業版，須要收費

這兩個產品的關係以下圖所示：

能夠看到，在開源版本中支持JTA/XA、JDBC、JMS的分佈式事務。

最簡單的狀況下，你只須要引入以下依賴：

<dependency> <groupId>com.atomikos</groupId> <artifactId>transactions-jdbc</artifactId> <version>4.0.6</version></dependency>

atomikos也支持與spring事務整合。spring事務管理器的頂級抽象是PlatformTransactionManager接口，其提供了個重要的實現類：

• DataSourceTransactionManager：用於實現本地事務
• JTATransactionManager：用於實現分佈式事務

顯然，在這裏，咱們須要配置的是JTATransactionManager。

下面的代碼片斷了，演示了與spring事務整合後的分佈式事務的案例代碼。假設有兩個mybatis映射器接口UserMapper和AccountMapper，操做不一樣的庫。

public class JTAService { @Autowired private UserMapper userMapper;//操做db_user庫 @Autowired private AccountMapper accountMapper;//操做db_account庫 @Transactional public void insert() { User user = new User(); user.setName("wangxiaoxiao"); userMapper.insert(user); //模擬異常，spring回滾後，db_user庫中user表中也不會插入記錄 Account account = new Account(); account.setUserId(user.getId()); account.setMoney(123456789); accountMapper.insert(account); }}

能夠發現分佈式事務的邏輯，與操做單庫事務基本上是徹底相同的，底層的複雜邏輯對應用程序開發者來講徹底屏蔽。