艾伟:WCF从理论到实践(12):事务

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艾伟:WCF从理论到实践(12):事务

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WCF从理论到实践(3):八号当铺之黑色契约

WCF从理论到实践(4):路在何方

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本文目的

通过阅读本文,您能了解以下知识

1) 如何在WCF中实现事务?

2) 谈谈事务隔离方式的相关知识

3) 事务的实现会给我们编程带来什么样的阻力?

4) 一笔带过,WCF是如何实现分布式事务的?

5) 代码不骗人,用一个银行存取款的范例来演练WCF事务


本文适合的读者

本文适合WCF初学者,学习本文之前,您最好阅读一下WCF从理论到实践系列文章的前几篇


如何在WCF中实现事务?

事务原本是一件难于实现的事情,可WCF总是能化腐朽为神奇,它能够通过简单的声明式编程方式,便可以实现分布式的事务,下面就来看下实现此目标的功臣:
 
1)  TransactionFlowAttribute:操作契约(OperationContractAttribute)的一个属性,它能够指示所属操作(Operation)的事务选项(TransactionFlowOption)。

2)  TransactionFlowOption:它是TransactionFlowAttribute构造函数中的参数,是一个枚举(enum),包括三个枚举项NotAllowed:不允许事务,是缺省值;Allowed:允许事务,意味着事务可有可无;Mandatory:强制事务,表示事务是必须的。

3) TransactionAutoCompleteOnSessionClose:它是操作行为(OperationBehaviorAttribute)的一个属性,用于标注事务完成之后,服务端实例是否自动释放,这个属性和服务对象实例模式紧密相关,使用的时候,应该着重小心,下面也会有说明。

4) TransactionIsolationLevel:也是操作行为(OperationBehaviorAttribute)的一个属性,用于指示事务隔离方式(isolation level).包括5中选项:Any,ReadUncommitted,ReadCommitted,RepeatableRead,Serializable,事务的隔离方式相关知识比较复杂,留作文章的第二点中将具体阐述

5) TransactionTimeout:也是操作行为(OperationBehaviorAttribute)的一个属性,用于指示事务的超时时间,默认为TimeSpan.Zero,表示不会受超时时间的限制..:: OperationBehaviorAttribute:也是操作行为(OperationBehaviorAttribute)的一个属性,用于指示分布式事务选项,如果设置为true,那么必须在事务范围(Transaction Scorp)内。
 
通过上面几个属性的使用,我们便能够轻松的在WCF中实现事务以及分布式事务。具体实现方式可以参考代码范例


谈谈事务隔离方式的相关知识

单纯的事务存在着下面三个问题

1) 脏读:简单的说就是事务一在某一时刻更改了数据,恰恰这个更改的数据被事务二读取,而事务一却最终失败,导致数据回滚,那事务二就是一个受骗者

2)
非可重复性读取:同一数据每次读取的结果都不一样就是非可重复读取。比如事务一要读取的数据务二改变,这就是非可重复性读取

3) 幻读:很简单,比如事务一在查询数据中,事务二却插入了一个符合查询条件的数据,这样就造成新插入数据的幻读。

三种问题的解释可能比较难于理解,其实简单的说,脏读是读了别人正在更改的数据,而可重复读取是更改了别人正在读的数据,而幻读呢则是读了别人还未来得及插入,更改或者删除的数据,我想这样理解就简单多了。

针对上面不同的问题,可以设置事务的不同隔离方式来防止问题的发生,事务的隔离方式又包括

1) Any: 组件的隔离级别是从调用组件的隔离级别获得的。如果组件是根组件,则隔离级别用于 Serializable 中。

2) ReadUncommitted:读取未提交数据,该方式在读取数据时保持共享锁定以避免读取已修改的数据,但在事务结束前可以更改这些数据,这导致非可重复读取或幻读。

3)
ReadCommitted:读取提交数据, 发出共享锁定并允许非独占方式的锁定。该方式与读取未提交数据相相似,这种方式看似和读取未提交数据相似,但有一个区别,事务的只读锁在移到下一行的时候,会解锁,而写入锁却只有在事务完成或者被中止后才解锁,事务要等待所有写入锁解锁。

4) RepeatableRead:可重复性读取,与读取提交数据相似,在查询中使用的所有数据上放置锁,以防止其他用户更新这些数据。防止非可重复读取,但幻读行仍有可能发生。该方式是只读锁也要等到事务结束或者中止才解除

5) Serializable:在完成事务前防止更新或插入。

从上面的描述看,几种隔离方式比较难于区分,但它们能解决事务面临的不同问题,也许记住这些更方便的了解隔离方式

隔离级别

ReadUncommitted

ReadCommitted

RepeatableRead

Serializable

脏读

Yes

No

No

No

非可重复性读取

Yes

Yes

No

No

幻读

Yes

Yes

Yes

No

从上表可以看出隔离方式除了Any之外,一级比一级严厉。Any是一脉相承的,如果它没有可继承的,它将是最严厉的Serializable


事务的实现会给我们编程带来什么样的阻力? 

1) 指定了TransactionFlow(TransactionFlowOption.Mandatory),而Binding却没有设置TransactionFlow为true 此时会出现类似"Bank"协定上至少有一个操作配置为将 TransactionFlowAttribute 属性设置为"强制",但是通道的绑定"WSDualHttpBinding"未使用 TransactionFlowBindingElement 进行配置。没有 TransactionFlowBindingElement,无法使用设置为"强制"的 TransactionFlowAttribute 属性。这样的错误提示。

 
2)
设置了[OperationBehavior(TransactionScopeRequired=true)]的操作,却没有在TransactionScorp中执行,会发生类似"服务操作需要事务成为流"的异常,截图如下:

 

 3) 也许上面两个问题都是不是问题的问题,那这一点的确是需要我们研发人员注意的,否则我们会吃亏不少。这点涉及到事务和服务实例模式的联系,我们通过学习WCF从理论到实践:实例模式和对象生命周期 我们都学习到了实例在PerSession或者Single模式下不会每次都创建和消亡,这的确是一个不争的真理,可在这里却受到了挑战,不信你可以编写一个程序,即使用你最放心的Single模式,那时不是就是说服务实例是一次创建,终身受用呢?下面就看看我第一次编写范例程序后得到的运行结果,我如下定义Bank

 

可在调用的时候,我却发现了一个很奇怪的问题,按照理论来说,Bank服务实例应该只创建一次,可运行的截图却是如下:

 

这个结果是不是令大家大失所望呢?这是因为实现了事务的得服务还要受到TransactionAutoCompleteOnSessionClose的限制,该属性默认情况是true,它指示WCF在事务操作完成之后强制销毁服务实例,相当于调用服务的Dispose()方法进行释放,尽管是PerSession或者Single都难逃它的法网。如果想维持实例模式,可以将其设置为false,更改后运行效果便可如期望一致效果图不再给出。

4)
本文更多的实现了分布式任务,分布式任务要使用TransactionScrop这个类,有关它的一些注意事项可以参考我以前的这篇文章:两种实现事务方法的比较


一笔带过,WCF是如何实现分布式事务的?

WCF实现事务的依据是基于WS-AtomicTransaction标准,比较底层的东西,应该属于XXX内幕系列,本文不作详细阐述,如有兴趣,可以查看园子中Kevin Li 兄弟的几篇文章,我列在下面,希望Kevin Li不要见怪

1) 基于WS-AtomicTransaction标准的WCF远程分布式事务(一)

2) 基于WS-AtomicTransaction标准的WCF远程分布式事务(二)

3) 基于WS-AtomicTransaction标准的WCF远程分布式事务(补充)

代码不骗人,用一个银行存取款的范例来演练WCF事务

制作了一个小范例,用于演示事务的实现,示例的情形如下

存在两个服务:1)IATMServer:它是模拟银行的ATM机器的服务 2)IBank,它模拟银行的账户服务。建立一个客户端用于模拟ATM机,我们的操作步骤如下:

1) 插卡

2) 存款

3)
取款

4) 拔卡

操作比较简单,不做赘述,需要注意的是当取款的时候,如果取款金额大于余额的时候,系统会抱错,而账户余额不会更改。运行效果图

项目源文件: /Files/jillzhang/Jillzhang.Wcf.DistributedTranscations.rar


参考资料

1) http://www.rainsts.net/article.asp?id=479

2) http://blog.csdn.net/honkerhero/archive/2007/03/30/1546429.aspx

3) http://www.rainsts.net/article.asp?id=443

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