Spring JTA分布式事务实现

1.概述

Java Transaction API，通常称为JTA，是用于管理 Java中的事务的API 。它允许我们以资源无关的方式启动，提交和回滚事务。

根据用于管理事务的底层实现，Spring中的事务策略可以分为两个主要部分：

• 单连接器策略（相当于本地事务管理器） - 底层技术使用单连接器。例如，JDBC使用连接级事务、Hibernate以及JDO使用会话级事务。可以应用使用AOP和拦截器的声明式事务管理。
• 多连接器策略（相当于全局事务管理器） - 底层技术具有使用多个连接器的能力。当有这方面需求时，JTA是最好的选择。此策略需要启用JTA的数据源实例。JBossTS、Atomikos、Bitronix都是开源的JTA实现。

JTA的真正强大之处在于它能够在单个事务中管理多个资源（如数据库，消息服务）。

在本文中，我们将从概念层面了解JTA，并了解业务代码通常是如何与JTA交互。

2.通用接口和分布式事务

JTA提供了对业务代码的事务控制（开始，提交和回滚）的抽象。

如果没有这种抽象，我们必须处理每种资源类型的各个API。

例如，我们需要处理JDBC资源。同样，JMS资源可能具有类似但不兼容的模型。

通过JTA，我们可以以一致和协调的方式管理不同类型的多种资源。

作为API，JTA定义了由事务管理器实现的接口和语义 。实现由Atomikos和Bitronix等库提供。

3.示例项目

本例子模拟了银行应用的一个非常简单的转账业务。我们有两个服务：银行账户服务BankAccountService 和操作行为审计服务AuditService，它们使用了两个不同的数据库。

数据库采用的是JAVA内置数据库HSQLDB，这些独立的数据库需要在事务开始，提交或回滚时进行协调。

JTA事务管理器采用Bitronix。

我们的示例项目使用Spring Boot来简化配置：

<dependencyManagement>
	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
			<version>2.1.4.RELEASE</version>
			<type>pom</type>
			<scope>import</scope>
		</dependency>
	</dependencies>
</dependencyManagement>
<dependencies>
	<dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-jta-bitronix</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.hsqldb</groupId>
        <artifactId>hsqldb</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

在服务启动时，建立2个数据源：accountDb，auditDb：

@Bean("dataSourceAccount")
public DataSource dataSource() throws Exception {
	return createHsqlXADatasource("jdbc:hsqldb:mem:accountDb");
}

@Bean("dataSourceAudit")
public DataSource dataSourceAudit() throws Exception {
	return createHsqlXADatasource("jdbc:hsqldb:mem:auditDb");
}

在每个测试方法之前，我们使用脚本分别在每个库下创建表：ACCOUNT和AUDIT_LOG，并初始化一些数据：

ID	BALANCE
a0000001	1000
a0000002	2000

4.声明性事务界定

在JTA中处理事务的第一种方法是使用@Transactional注解。

让我们用@Transactional注解服务方法 executeTranser（）。 这表明事务管理器开始事务：

@Transactional
public void executeTransfer(String fromAccontId, String toAccountId,
		BigDecimal amount) {
	bankAccountService.transfer(fromAccontId, toAccountId, amount);
	auditService.log(fromAccontId, toAccountId, amount);
	BigDecimal balance = bankAccountService.balanceOf(fromAccontId);
	if (balance.compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {
		throw new RuntimeException("余额不足!");
	}
}

这里 executeTranser（）方法调用了2个不同的服务：AccountService和AuditService。这2个服务使用2个不同的数据库。

当 executeTransfer（）返回时，该事务管理器识别出它是事务的结束，将作用于两个数据库。

在方法结束时，如果转账人的资金不足， executeTransfer（）会检查帐户余额并抛出 RuntimeException异常。

4.1没有异常全部提交

场景1：当从a0000001账户给a0000002账户转账500元时，由于执行金额小于余额，一切正常。行为审计表里增加一条记录。

@Test
public void givenAnnotationTx_whenNoException_thenAllCommitted()
		throws Exception {
	tellerService.executeTransfer("a0000001", "a0000002",
			BigDecimal.valueOf(500));

	assertThat(accountService.balanceOf("a0000001"))
			.isEqualByComparingTo(BigDecimal.valueOf(500));
	assertThat(accountService.balanceOf("a0000002"))
			.isEqualByComparingTo(BigDecimal.valueOf(2500));

	TransferLog lastTransferLog = auditService.lastTransferLog();
	assertThat(lastTransferLog).isNotNull();
	assertThat(lastTransferLog.getFromAccountId()).isEqualTo("a0000001");
	assertThat(lastTransferLog.getToAccountId()).isEqualTo("a0000002");
	assertThat(lastTransferLog.getAmount())
			.isEqualByComparingTo(BigDecimal.valueOf(500));
}

4.2出现异常进行回滚

场景2：当从a0000002账户给a0000001账户转账10000元时，由于执行金额大于余额，抛出异常。两个数据库进行回滚，账户余额不变，行为审计表没有数据。

@Test
public void givenAnnotationTx_whenException_thenAllRolledBack()
		throws Exception {
	assertThatThrownBy(() -> {
		tellerService.executeTransfer("a0000002", "a0000001",
				BigDecimal.valueOf(100000));
	}).hasMessage("余额不足!");

	assertThat(accountService.balanceOf("a0000001"))
			.isEqualByComparingTo(BigDecimal.valueOf(1000));
	assertThat(accountService.balanceOf("a0000002"))
			.isEqualByComparingTo(BigDecimal.valueOf(2000));
	assertThat(auditService.lastTransferLog()).isNull();
}

5.编程性事务界定

另一种控制JTA事务的方法是通过调用 javax.transaction.UserTransaction以编程方式实现。

public void executeTransferProgrammaticTx(String fromAccontId,
			String toAccountId, BigDecimal amount) throws Exception {
	userTransaction.begin();
	bankAccountService.transfer(fromAccontId, toAccountId, amount);
	auditService.log(fromAccontId, toAccountId, amount);
	BigDecimal balance = bankAccountService.balanceOf(fromAccontId);
	if (balance.compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {
		userTransaction.rollback();
		throw new RuntimeException("余额不足!");
	} else {
		userTransaction.commit();
	}
}

在我们的示例中，begin（）方法启动了一个新事务。如果余额验证失败，调用rollback（），它将回滚两个数据库。否则，调用commit（） 会将更改提交给两个数据库。

需要注意的是 commit（）和 rollback（）都 结束当前事务。

6.总结

在本文中，我们讨论了JTA试图解决的问题。通过示例工程说明了使用注释和编程方式来控制事务，涉及需要在单个事务中协调2个事务资源。

示例完整代码可以在GitHub上找到。