COM+事务管理深入解析

# COM+ 事务管理与补偿资源管理器详解 在软件开发领域，事务管理是确保数据一致性和完整性的关键环节。对于分布式系统而言，高效且可靠的事务处理尤为重要。COM+ 作为一种基础设施，在事务管理方面提供了强大的支持，下面我们将深入探讨其相关机制。 ## 1. 资源管理器（RM） 资源管理器（Resource Manager，RM）是 COM+ 中用于访问和修改资源持久状态的软件组件。它对特定类型的资源（如关系型数据库）有深入了解，并在事务影响下跟踪资源的变化。若事务中止，RM 可将资源恢复到原始状态。常见的商用 RM 包括适用于 Microsoft SQL Server、Oracle、IBM DB2、Informix 和 Sybase 等数据库的版本，模拟程序中使用的 MSDE 数据库也提供了自己的 RM。 当客户端实例化 RM 时，会获得一个 RM 代理，如 OLE DB 驱动程序和 ODBC 驱动程序。RM 代理提供访问 RM 的 API，通常为 COM 接口，但并非强制要求。此外，RM 代理通常作为资源分配器（Resource Dispenser，RD）的一部分实现，RD 负责管理资源的非持久状态，如资源的连接数量。 ## 2. 分布式事务协调器（DTC） 分布式事务协调器（Distributed Transaction Coordinator，DTC）用于协调可能分布在网络中的事务，它管理资源管理器，并根据事务结果通知参与的 RM 是提交还是中止对资源的更改。每个需要使用事务的系统都必须安装 DTC，安装 MS SQL Server 或 MSDE 时会自动安装 MS-DTC。 非事务性客户端可使用 SDK API `DtcGetTransactionManager` 获取 DTC 并显式请求开始新事务，示例代码如下： ```cpp CComPtr<ITransactionDispenser> spTxDisp; HRESULT hr = DtcGetTransactionManager( NULL, // host name NULL, // TM name __uuidof(ITransactionDispenser), // interface 0, // reserved 0, // reserved 0, // reserved (void**) &spTxDisp); // [out] pointer CComPtr<ITransaction> spTx; hr = spTxDisp->BeginTransaction( NULL, // outer component ISOLATIONLEVEL_ISOLATED, // Isolation level ISOFLAG_RETAIN_DONTCARE, // Isolation flag NULL, // Options &spTx); // [out] pointer ... // Enlist RMs and perform resource updates if (bSuccess) { spTx->Commit(0, XACTTC_SYNC_PHASEONE, 0); }else { spTx->Abort(NULL, 0, FALSE); } ``` 这种让非事务性组件手动处理事务的机制称为 Bring Your Own Transaction（BYOT），可用于手动创建具有任意长超时时间的事务。 DTC 以 `XACTUOW` 类型的 C 结构唯一标识每个事务，客户端可通过调用 `ITransaction::GetTransactionInfo` 获取该标识，COM+ 会将其重新解释为 GUID。 ### 2.1 两阶段提交（Two-Phase Commit） 为确保事务的原子性，DTC 要求每个 RM 分两个阶段进行提交：准备阶段和提交阶段。 - **准备阶段**：RM 需确保提交阶段不会失败，处理可能出现的内部问题并返回相应错误。若一切正常，RM 保存状态信息并返回成功状态。 - **提交阶段**：RM 应用保存的状态信息，使更改永久生效，此阶段通常不应失败，除非遇到严重故障（如停电）。 两阶段提交的算法流程如下： ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px; classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px; A([客户端请求 DTC 提交事务]):::startend --> B( DTC 向每个已登记的 RM 发送准备请求):::process B --> C{是否有 RM 返回失败状态?}:::decision C -- 是 --> D( DTC 通知其余 RM 中止更改):::process C -- 否 --> E( DTC 请求每个 RM 提交更改):::process ``` ## 3. COM+ 自动事务支持 配置的组件通过事务属性表明参与事务的意愿。当此类组件的对象被激活时，COM+ 会设置对象的上下文以处理事务。COM+ 在以下两种情况下自动开始事务： 1. 非事务性客户端激活其组件的事务属性设置为 `TRANSACTION_REQUIRED` 或 `TRANSACTION_REQUIRES_NEW` 的对象。 2. 事务性客户端调用其组件的事务属性设置为 `TRANSACTION_REQUIRES_NEW` 的对象。 负责开始新事务的对象称为该事务的根对象，具有特殊作用。标记为 `TRANSACTION_REQUIRES_NEW` 的对象始终是根对象。根对象激活时，COM+ 会向 DTC 请求新事务，DTC 返回 `ITransaction` 指针，COM+ 将其存储在对象的上下文中。 在事务边界内激活且标记为 `TRANSACTION_REQUIRED` 或 `TRANSACTION_SUPPORTED` 的对象将共享该事务，一组共享事务的上下文称为事务流。为确保事务流中的上下文同时仅共享一个事务，COM+ 要求需要事务的组件也需要同步。 若对象参与事务，可从其上下文中获取事务 ID，示例代码如下： ```cpp CComPtr<IObjectContextInfo> spInfo; HRESULT hr = CoGetObjectContext(__uuidof(IObjectContextInfo), (void**) &spInfo); _ASSERT (SUCCEEDED(hr)); GUID tid; hr = spInfo->GetTransactionId(&tid); _ASSERT (SUCCEEDED(hr)); ``` 需要注意的是，COM+ 返回的事务 ID 是 GUID 而非 `XACTUOW` 结构。 事务性对象首次访问事务性资源时，数据访问层（如 ODBC 和 OLE DB）会自动访问上下文的事务，并将相应的 RM 登记到 DTC。每个参与事务的组件通过调用 `IContextState::SetMyTransactionVote` 进行投票。事务在根对象停用或超过超时阈值时完成，COM+ 会根据对象的投票结果决定是提交还是中止事务。 ### 3.1 事务的生命周期 考虑以下 VBScript 代码： ```vbscript set TradeMgr = CreateObject("TradeMgmt.TradeMgr") TradeMgr.BuyStocks "Don", "INTC", 100 TradeMgr.BuyStocks "Chris", "MSFT", 1000 TradeMgr = NULL ``` 由于 Chris 资金不足，第二次 `BuyStocks` 调用失败，导致第一次调用的更改也被回滚，因为两个调用属于同一事务。为解决此问题，可使用 COM+ 提供的即时激活（Just-In-Time，JIT）机制。 JIT 允许 COM+ 在基础客户端未释放对象时停用对象，并在客户端调用方法时透明地重新激活对象。COM+ 会为需要事务的组件自动启用 JIT 激活和同步。对象的上下文中有一个“完成”位（即返回时停用位），COM+ 在每次方法调用返回后检查该位，若该位为 `TRUE`，则停用对象。可通过 `IContextState::SetDeactivateOnReturn` 方法编程设置该位，示例代码如下： ```cpp STDMETHODIMP CTradeMgr::BuyStocks(BSTR bsClient, BSTR bsSymbol, long lShares) { CComPtr<IContextState> spState; HRESULT hr = ::CoGetObjectContext(__uuidof(IContextState), (void**) &spState); if (FAILED(hr)) { return hr; } hr = spState->SetDeactivateOnReturn(VARIANT_TRUE); _ASSERT (SUCCEEDED(hr)); try { // // First operation - Obtain the stocks. // IStockMgrPtr spStockMgr(__uuidof(StockMgr)); long lAmount = spStockMgr->BuyStock(bsSymbol, lShares); // // Second operation - Debit the clien't account balance // IAccountMgrPtr spAccountMgr(__uuidof(AccountMgr)); spAccountMgr->Debit(bsClient, lAmount); }catch(_com_error& e) { spState->SetMyTransactionVote(TxAbort); return Error(static_cast<LPCTSTR>(e.Description()), GUID_NULL, e.Error()); } spState->SetMyTransactionVote(TxCommit); return S_OK; } ``` 通过这种方式，可确保每次 `BuyStocks` 调用都在独立的事务中执行。 ## 4. 手动事务处理 虽然 COM+ 自动管理事务可简化组件开发，但有时基础客户端希望控制事务的结果。为此，COM+ 提供了 `TransactionContext` 类，通过 `TxCtx.TransactionObject` 的 PROGID 表示。 `TransactionContext` 对象支持 `ITransactionContext` 接口，其定义及方法说明如下： ```cpp ITransactionContext : IDispatch { HRESULT CreateInstance([in] BSTR pszProgId, [retval][out] VARIANT *pObject); // instantiate an object HRESULT Commit(); // commit a transaction HRESULT Abort(); // abort a transaction }; ``` 基础客户端可通过调用 `ITransactionContext` 接口的方法开始事务、组合一个或多个 COM+ 组件的工作，并显式提交或中止事务，示例 VBScript 代码如下： ```vbscript Dim txCtx Set txCtx = CreateObject("TxCtx.TransactionContext") Dim Accounts set Accounts = txCtx.CreateInstance("AccountMgmt.AccountMgr") Accounts.Debit "Don", 10 txCtx.Commit msgbox "Done" ``` 需要注意的是，通过 `ITransactionContext::CreateInstance` 激活的对象应属于 COM+ 配置的组件，每个激活的对象需使用上下文对象进行事务投票，基础客户端也可参与投票过程。同时，要区分对象上下文和事务上下文，对象上下文与单个对象相关，而事务上下文与整个事务相关。 综上所述，COM+ 在事务管理方面提供了丰富的功能和灵活的机制，无论是自动事务处理还是手动事务控制，都能满足不同场景的需求。通过合理运用这些机制，开发者可以构建出高效、可靠的分布式应用程序。 ## 5. 补偿资源管理器（CRM） 资源管理器需要通过 ACID 测试，保证原子性、一致性、隔离性和持久性。由于不同 RM 有很多功能是共通的，COM+ 提供了一个框架来开发 RM，使用该框架开发的 RM 称为补偿资源管理器（Compensating Resource Manager，CRM）。 ### 5.1 CRM 的组成 CRM 由两个协作的组件组成：CRM 工作器（CRM worker）和 CRM 补偿器（CRM compensator）。 - **CRM 工作器**：向客户端公开必要的 COM 对象，当客户端请求修改资源时，工作器使用 CRM 的服务记录更改。 - **CRM 补偿器**：读取 CRM 服务提供的记录更改，并决定是提交还是中止这些更改。 两者之间没有直接通信，唯一需要传递的数据是应用于资源的更改序列。为了便于存储更改序列，COM+ 提供了 CRM 书记员（CRM clerk）组件。CRM 工作器实例化 CRM 书记员并开始记录更改，事务结束时，COM+ 启动 CRM 补偿器并播放记录序列。 ### 5.2 CRM 书记员接口 CRM 书记员支持 `ICrmLogControl` 接口，其原型