Use Atomikos achieve JTA distributed transaction

Use Atomikos achieve JTA distributed transaction

In this article:

• 1.1 JTA transaction model
• 2 JTA specification Interface
• 3 Atomikos Distributed Transaction

This article describes the overall JTA distributed transaction model and interface specifications, as well as open source distributed solution Atomikos affairs. I agree with "talk is cheap, show me the code", so in the last article, give a complete Atomikos and spring, mybatis integration of the full story.

1 JTA specification

Java Transaction API (JTA: Java Transaction API) and its compatriots Java Transaction Service (JTS: Java Transaction Service), provides the ability Distributed Transaction Service (distributed transaction) for the J2EE platform. To some extent, it can be considered JTA XA specification is standardized Java version of its interactive model of the DTP XA Specification defined interfaces to abstract method Java interface, and provides for each method what kind of function to be achieved.

1.1 JTA transaction model

In the DTP model, the model provides five constituent elements: the application (Application), Resource Manager (Resource Manager), the transaction manager (Transaction Manager), Communication Resource Manager (Communication Resource Manager), communication protocols (Communication Protocol).

In JTA specification, the addition of a model element Application Server, as follows:

Description of each component as follows:

Transaction Manager (transaction manager):

The figure in the most central location, all other transaction participants to interact with the transaction manager. The transaction manager provides transaction demarcation, transactional resource management, synchronization, transaction context propagation and other functions. JTA specification defines the interface transaction manager interacts with other participants in the transaction, while JTS specification defines the requirements to achieve transaction manager, so we see the underlying transaction manager is based on the JTS.

The application server (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。

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。 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：

说明如下：

• application 运行在application server中
• 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。
• 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。
• Application Server提供了事务管理器的功能
• 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

JTA事务模型规定了一个分布式事务中有哪些组件，而JTA接口规范则规定这些组件之间如何交互。需要注意的是JTA规范定义的这些接口，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。作为开发人员的我们只需要学会如何使用即可。

JTA规范是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：

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

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

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，这个案例只是用于说明如何使用UserTransaction类，事实上，在实际开发中，并没有这么复杂。一些开源的分布式事务解决方案，可以与spring声明式事务管理功能，因此我们可以通过一个简单@Transactional注解，即可实现分布式事务的功能。

例如，下面我们将要提到Atomikos，就支持与spring事务整合。

3 Atomikos分布式事务

Atomikos公司旗下有两款著名的分布事务产品：

• TransactionEssentials：开源的免费产品
• ExtremeTransactions：商业版，需要收费

这两个产品的关系如下图所示：

可以看到，在开源版本中支持JTA/XA、JDBC、JMS的分布式事务。

最简单的情况下，你只需要引入如下依赖：

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

atomikos也支持与spring事务整合。spring事务管理器的顶级抽象是PlatformTransactionManager接口，其提供了个重要的实现类：

• DataSourceTransactionManager：用于实现本地事务
• JTATransactionManager：用于实现分布式事务

显然，在这里，我们需要配置的是JTATransactionManager。

下面的代码片段了，演示了与spring事务整合后的分布式事务的案例代码。假设有两个mybatis映射器接口UserMapper和AccountMapper，操作不同的库。

public class JTAService {@Autowired Private UserMapper UserMapper ; // operating db_user library @Autowired private AccountMapper accountMapper; // operating db_account library @Transactional public void insert () {User user = new User (); user.setName ( "wangxiaoxiao") ; userMapper.insert (user); // simulated abnormal, the spring rollback, DB_USER library user table is not inserted into the recording Account account = new Account (); account.setUserId (user.getId ()); account. setMoney (123456789); accountMapper.insert (account );}}

Logical distributed transaction can be found, the operation is substantially identical single database transaction, the complex logic underlying application developers completely shielded.