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数据库与事务处理

介绍 数据库是与某一企业相关的数据项的集合,通常存储描述企业当前状态的信息,例如,一家银行的数据库存储每个储户当前的账户余额。当现实世界中的某一事件改变了企业的状态,存储在数据库中的信息必须做相应的改变,这些改变通常由称为事务(transaction)的程序实时地实现。事务管理是对企业应用最紧要的要求之一。在贸易、金融和电子商业领域中,多数大的企业应用依赖于递送它们的商务的事务处理功能。 鉴于当今商务对灵活性的要求,在构造、部署和维护企业级别的分布式应用中,事务处理占据的是其中最复杂的部分之一。 本文把以下内容介绍给读者: 什么是事务? 什么是 ACID? 建造一个事务应用的要点是什么? 事务管理中间件为什么很重要? 事务处理应用的典型的体系是怎样的? 体系中的各种构件的职责是什么? 事务处理系统涉及哪些概念? 事务管理领域中有哪些标准和技术? 本文不特定于任何产品,力图在描述各种要点和概念时保持普遍性。本文不打算比较各种事务处理的技术/标准,只是提供对此的一个讨论。 什么是事务? 为了完成对数据的操作,企业应用经常要求并发访问在多个构件之间共享的数据。这些应用在下列条件下应该维护数据的完整性(由应用的商务规则来定义):分布式访问一个单独的数据资源,以及从一个单独的应用构件访问分布式资源。 在这种情况,可能要求在(分布式)资源上的一组操作被当作一个工作单元(unit)。在一个工作单元中, 操作的所有部分一起成功或失败并恢复。在下面的情况下这个问题更加复杂:通过一组分布式的、访问多个资源的数据的构件实现一个工作单元,和/或部分操作是被顺序执行的或在要求协调和/或同步的并行线程中。 在所有情况下, 都要求应用维护一个工作单元的成功或失败。在失败的情况下,所有资源要把数据状态返回到以前的状态 (比如说,工作单元开始前的状态)。 事务的概念和和事务管理器(或者一个事务处理服务)在一个工作单元中的维护数据完整性,这就简化了这样的企业级别分布式应用的构造。 一个事务是有下列属性的一个工作单元: * 原子性(ATOMICITY): 一个事务要被完全的无二义性的做完或撤消。在任何操作出现一个错误的情况下,构成事务的所有操作的效果必须被撤消,数据应被回滚到以前的状态。 * 一致性(CONSISTENCY): 一个事务应该保护所有定义在数据上的不变的属性(例如完整性约束)。在完成了一个成功的事务时,数据应处于一致的状态。换句话说,一个事务应该把系统从一个一致状态转换到另一个一致状态。举个例子,在关系数据库的情况下, 一个一致的事务将保护定义在数据上的所有完整性约束。 * 隔离性(ISOLATION): 在同一个环境中可能有多个事务并发执行,而每个事务都应表现为独立执行。串行的执行一系列事务的效果应该同于并发的执行它们。这要求两件事: o 在一个事务执行过程中,数据的中间的(可能不一致)状态不应该被暴露给所有的其他事务。 o 两个并发的事务应该不能操作同一项数据。数据库管理系统通常使用锁来实现这个特征。 * 持久性(DURABILITY): 一个被完成的事务的效果应该是持久的。 这些属性叫做 ACID 属性,担保一个事务是永远不会不完整,数据永远不会不一致,并发事务是独立的,一个事务的效果是持久的。关于在分布式系统什么能出错的简要的一个描述,请参见 在事务处理系统中的容错和恢复。 建造事务性应用的要点 为了引出在建造事务性应用中涉及的要点,考虑一个定单获得和定单处理应用,它的体系在 图 1 中展示: [img]http://dl.iteye.com/upload/attachment/231013/ccc4d051-518f-3705-9b66-83d38c83db35.gif[/img] 这个应用由两个客户构件组成,分别实现定单获得和定单处理操作。这两个操作构成了一个工作或事务单元。分别基于产品,定单,库存清单和货运信息。在这个图中,点断尖头指示的只读的数据访问,而连续尖头指示指示的是修改数据的事务性操作。下面是在这个应用中的事务性操作: * 生成定单, * 更新库存, […]

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