Страница 193 из 372
• Atomicity — атомарность транзакции
Атормарность означает необходимость реализации принципа "все или ничего". Иными словами, либо транзакция завершается к удовольствию всех ее участников, либо выполняется полный откат назад, к положению до начала транзакции.
• Consistency — целостность распределенных данных
В предположении целостности данных до начала транзакции, целостность данных должна иметь место и по завершении транзакции. Здесь под данными понимаются данные, хранимые во всех вовлеченных в транзакцию ресурсах данных. Целостность данных означает то, что данные удовлетворяют ряду определяемых приложением ограничений.
• Isolation — изоляция транзакции
В процессе выполнения транзакции модифицируется часть данных, хранимых в ресурсах данных. Доступ к таким данным извне транзакции должен быть заблокирован по двум причинам.
Во-первых, во время выполнения транзакции обычно не известен конечный результат — будут ли результаты транзакции сохранены или будет выполнен откат назад. В связи с этим использование модифицируемых данных извне транзакции запрещается.
Во-вторых, в процессе выполнения транзакции может быть временно нарушен принцип целостности данных. Объект вне транзакции, имеющий доступ к данным, вовлеченным в транзакцию, может воспринять данную ситуацию как сбой в работе системы и начать выполнение каких-либо корректирующих действий.
• Durability — сохранность результатов транзакции
Результаты выполнения транзакции должны сохраняться в форме, способной пережить программный или технический сбой.
Рассмотрев участников транзакции и ее свойства, перейдем к рассмотрению ряда более специальных понятий, в терминах которых позднее будет описан полных алгоритм выполнения транзакции:
• Демаркация транзакции
Данное понятие означает способ определения единицы работы, составляющей одну атомарную транзакцию. Работа состоит из некоторой совокупности операций (транзакционных операций), выполняемых вовлеченными в транзакцию объектами. Имеется два способа демаркации транзакции:
♦ Программная демаркация
Этот способ обычно применяется при следовании процедурной парадигме программирования. Некоторому потоку приписывается метка транзакции, и все операции, выполняемые в этом потоке до момента выполнения команды успешного завершения или прерывания транзакции, принадлежат данной транзакции. Транзакцию можно временно приостанавливать, снимая метку с потока и вновь помечивая поток.
♦ Декларативная демаркация
Данный способ применяется в рамках технологий компонентного программирования. Требования каждого прикладного компонента к среде выполнения описываются набором атрибутов, которые просматриваются системой в момент активации компонента. Если активируемый компонент требует своего выполнения в рамках транзакции, все выполняемые им операции будут выполняться в рамках некоторой транзакции. Какой именно транзакции — определяется как требованиями активируемого компонента, так и требованиями компонента, инициировавшего активацию (активатора). Активируемый компонент может выполняться в рамках транзакции, в которой выполняется активатор (конечно, если такая транзакция имеется), или во вновь созданной транзакции, или выполняться вне какой-либо транзакции.
• Контекст транзакции
Транзакция порождается менеджером транзакций путем создания контекста транзакции. Контекст транзакции сохраняет состояние транзакции, в частности, ее идентификатор. Все объекты, вовлеченные в транзакцию, имеет доступ к контексту транзакции.
• Регистрация ресурсов
Каждый вовлекаемый в транзакцию менеджер ресурсов регистрируется у менеджера транзакций. Эта регистрация снимается по завершении транзакции.
• Двух-фазный протокол завершения транзакции
В случае, когда все прикладные компоненты голосуют за успешное завершение транзакции, вся дальнейшая работа по ее завершению выполняется менеджером транзакций и менеджерами ресурсов, зарегистрировавшихся для участия в данной транзакции. Этот процесс описывается так называемым двух-фазным протоколом завершения транзакции.
На первой фазе менеджер транзакций просит всех менеджеров ресурсов подготовиться к завершению транзакции. Подготовка состоит в сохранении результатов транзакции в форме, которая может пережить программный или технический сбой (запись в файл). Заметим, что при этом результаты транзакции еще не публикуются, т. е., например, не заносятся в базу данных. При успешном завершении фазы подготовки менеджер ресурса уведомляет об этом менеджера транзакций.
Во второй фазе менеджер транзакций принимает окончательное решение об успешном завершении транзакции или об откате назад.
Если все зарагистрированные в транзакции менеджеры ресурсов подтвердили успешное завершение первой фазы, то менеджер транзакций дает команду на внесение результатов транзакции во все базы данных. При этом он уже не ждет подтверждений от менеджеров ресурсов. Если во время выполнения второй фазы в каком-либо из ресурсов данных произошел сбой, то после восстановления его работоспособности менеджер ресурса завершает обновление данных самостоятельно. Если из-за сбоя он не получил команды от менеджера транзакций, он обращается к менеджеру транзакций с просьбой повторить эту команду.
Если кто-то из менеджеров ресурсов не смог завершить успешно (или вовремя) фазу подготовки, менеджер транзакций выдает команду на откат назад.
Теперь опишем процесс порождения, распространения и завершения распределенной транзакции в целом. Остановимся на случае декларативной демаркации транзакции, т. к. именно этот способ используется в СОМ+.
1. Порождение транзакции
Новая транзакция порождается при активации некоторого прикладного компонента. Данный прикладной компонент либо требует порождения новой транзакции не зависимо от наличия транзакции, в которой выполняется его активатор, либо ему требуется какая-либо транзакция, но активатор выполняется вне транзакций.
Порождается транзакция менеджером транзакций, который формирует контекст транзакции, делая его доступным для данного прикладного компонента.
В соответствии с декларативным принципом демаркации транзакции, все операции, выполняемые данным прикладным компонентом, принадлежат этой транзакции.
2. Распространение транзакции
Если прикладной компонент, выполняющийся в некоторой транзакции, инициирует активацию нового прикладного компонента, то этот компонент помещается в текущую транзакцию если он не требует явно выполнения в новой транзакции или выполнения вне всякой транзакции. Контекст текущей транзакции становится доступным вновь включенному в транзакцию компоненту.
Если прикладной компонент, выполняющийся в некоторой транзакции, обращается к некоторому ресурсу данных, для которого имеется менеджер ресурса, то последний регистрируется у менеджера транзакций для участия в текущей транзакции (если такая регистрация не была выполнена ранее).
Прикладные компоненты не заботятся о том, чтобы транзакция удовлетворяла ACID свойствам. Эта ответственность возложена на менеджера транзакций и менеджеров ресурсов, вовлеченных в текущую транзакцию.
3. Завершение транзакции
Каждый прикладной компонент по завершении своей доли работ в рамках текущей транзакции информирует систему о своем согласии на успешное завершение транзакции либо о своем требовании выполнить откат назад.
Если хотя бы один прикладной компонент потребовал отката назад, менеджер транзакций выдает соответствующую команду всем зарегистрированным менеджерам ресурсов.
В противном случае, если все прикладные компоненты удовлетворены результатами транзакции, выполняется двух-фазный протокол завершения транзакции.
Далее мы перейдем к рассмотрению того, как распределенные транзакции реализованы в СОМ+. Но предварительно уместно остановиться на вопросе совместимости менеджеров транзакций и менеджеров ресурсов от различных поставщиков. Очевидно, что при работе на платформе СОМ+ разработчик будет использовать менеджер транзакций этой платформы, который будет без проблем понимать и прикладные компоненты, созданные на этой платформе. Несомненно, этот менеджер транзакций способен регистрировать для участия в транзакции менеджеров ресурсов, разработанных в Microsoft. Это Microsoft SQL Server, Microsoft Message Queue Server. Но как быть с менеджерами транзакций от других поставщиков?