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用 JOTM 向Servlet中添加事务

简介: J2EE 除了提供了 servlet 之外,还提供了大量的其它功能。Servlet 开发者们也许难得使用这些功能,不情愿也没有时间用一个超出所需的大型 J2EE 服务器来替换自己的简单的 servlet。
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J2EE 除了提供了 servlet 之外,还提供了大量的其它功能。Servlet 开发者们也许难得使用这些功能,不情愿也没有时间用一个超出所需的大型 J2EE 服务器来替换自己的简单的 servlet。然而,依据J2EE 的模块化特征,有可能将负责特定 J2EE 功能的小组件整合到 servlet 容器里,以此来增强 WEB 应用程序。其中之一就是事务。有关 J2EE 事务的完整描述,您可以参考Onjava上的其他三篇文章,现在只需知道事务是资源的操作步骤(例如:数据库),它由四个属性定义,这四个属性根据其首字母浓缩为 ACID:

  原子性:事务的操作,或者是全部成功(此时提交事务),或者是全部不成功(此时回滚事务),谓之为 all-or-nothing 属性。一个事务应该被视为单个工作单元,在一个事务里面绝对不可能同时存在完成了的和没有完成的操作。

  一致性:完成了的事务将资源从一个有效状态转变为另一个有效状态。一致性的具体例子有:数据库的参照完整性和表中的主键唯一性。

  独立性在事务没有提交之前,事务作用的共享资源的改变在事务之外是不可见的。独立性确保了不同事务不会同时访问正在更新的数据。

  持久性:由事务提交的改变会永久存在。

  JOTM (Java Open Transaction Manager)是由ObjectWeb协会开发的功能完整的且资源开放的独立的事务管理器。它提供了 JAVA 应用程序的事务支持,而且与 JTA( JAVA 事务 API)兼容。您可以在JOTM home page了解到更多的详细信息。在 TOMCAT(或其它 Servlet 容器)整合了 JOTM 后,JSP 和 servlet 的开发者们就可以获得事务的优势轻而易举的创建更多健壮的 web 应用程序。

  为了突出事务是怎样增强 web 应用程序的,举一个常用的例子, web 浏览器与客户端交互的 ATM 。

  ATM 样例:

  情景

  此例比较简单:一个客户想从 ATM 提款,输入了他的客户名称,john_doe;想提款数,$50。如果他的银行帐户上有足够的钱并且在 ATM 机上有足够的现金的话,应用程序就能给他相当数目的现金,并从银行帐户上提出同样的数目。否则,操作中断,并且除出现错误信息之外,其他都不会改变。我们无需担心安全问题,只是在猜想用户是否正确授权。

  这是一个非常简单的例子,但是如果不使用事务,用别的方法执行起来将会很难。客户端操作将会涉及到两个不同的资源:ATM 和客户银行帐号。它们会自动的在应用程序设计中产生 ACID 问题。例如:如果在 ATM 上操作成功而在银行帐户上却失败(也许是因为交流失败),客户将会取到钱,但是他的帐户将不会更新。对于银行来说,这就亏大了。更糟的是,如果银行帐户更新了,但是由于一个错误阻止 ATM 传送钱,客户得不到现金,但是帐户上却提掉了这笔款。

  为了防止出现上述事故,在你的应用程序里,你能够 1) 联系两个资源,并告知两者客户执行的所有当前操作,2) 询问两者是否能执行操作,3)如果两者都同意,则请求操作。即使这样,此方法也不能谓之足够健壮,因为,如果客户帐户上的钱在第二步和第三步的时候被另外一操作提走,提款可能会失败,例如,客户帐户不能出现逆差。

  事务能使应用程序更简单更健壮的之处就是:在同一事务的两个资源上执行所有的操作的时候,它将会解决 ACID 的问题(尤其是原子性)。

  应用程序设计

  数据层:在数据层,有两个不同的数据库,并各自有一张表。为了使例子更接近实际,我们使用两个不同的数据库,因为有可能从 ATM 提走不是属于该客户帐户的款(请参见下文配置数据库)。

  banktest 包含代表客户帐号的 account 表。

  atmtest包含代表 ATM 的 atm 表。

  逻辑层:在逻辑层,有三个类来访问资源和执行操作:

  foo.BankAccount 代表给定客户的银行帐号 account,并能通过 JDBC在 account 执行数据库操作。

  bar.ATM 代表 ATM,并在 atm 表上执行 JDBC 操作。

  bar.CashDelivery 使用前面两个类来执行一个客户操作。

  所有逻辑在 CashDelivery.java 的 deliverCash 方法中实现。

  javax.transaction.UserTransaction 接口用于划分事务所有 utx.begin() 和 utx.commit() (或 utx.rollback())之间的操作在同一事务内执行。这确保了应用程序不会受到如前述的遭遇。

  事务使得应用程序更为简单,由以下简单的步骤组成:

  1. 开始事务。

  2. 联系客户的银行帐户并从帐户上提款。

  3. 告诉 ATM 传送钱。

  4. 完成事务:如果所有事件完成,提交事务。否则,回滚事务。

  5. 报告客户事务结果。如果事务成功,现金将被提出,钱数也将从帐户上提出。否则,一切都不会改变。

例1. CashDelivery.java

public boolean deliver(String client, int value) {
InitialContext ctx          = new InitialContext();
UserTransaction utx = (UserTransaction)
ctx.lookup("java:comp/UserTransaction");
    ...
boolean success = false;
try {
// 开始事务
utx.begin();

//联系客户银行帐户...
BankAccount account = new BankAccount(client);

// ... 从帐户上提款
account.withdraw(value);

//联系 ATM...
ATM atm = new ATM();

// ... 传送现金给客户
atm.deliverCash(value);

//一切正常
success = true;

} catch (Exception e) {
// 出现故障,不得不
// 报告给客户
explanation += e.getMessage();

} finally {
try {
if (success) {
/*一切正常提交事务
直到现在,钱才真正的从帐户上提出,并且将现金传送给客户。
                */
utx.commit();

} else {
/* 出现故障,就回滚事务。
*所有在事务内处理的操作不会发生。
                */
utx.rollback();
            }
} catch (Exception e) {
/* 在完成事务的过程中出现故障,
*仍旧保证
* 事务内的操作不会发生。/
            */
// 报告给客户
explanation += "/n" + e.getMessage();

//最后,事务不会成功
success = false;

} finally {
return success;
        }
    }
}

  表示层:在表示层,就用程序由两个 JSP 文件组成:

  atm.jsp, 应用程序,它发送给bar.CashDelivery 类客户登录和提款数目,并显示客户操作的结果 。

  admin.jsp,,用于显示和更新两个资源的信息。(它不属于应用程序设计的部分,但是添加它来简化资源更新,比如处理客户帐户的钱数。)

 

图1 应用程序设计

  配置数据库

  关于数据库,建议使用MySQL 4.0.12和相应的 JDBC 驱动程序(见Resources)。默认情况下,MySQL 表不会受影响。为支持事务,表在创建的时候设置为 InnoDB 类型。另外,为启用 InnoDB 类型,您可以将 MySQL 配置文件内的 #skip-innodb 行注释掉。

  已配置了一个 MySQL 的例子,用户名为 javauser,密码为 javadude。确保该用户已被创建并且拥有创建数据库的权限。

  创建数据库和表的脚本在 scripts/ 目录下的 example file 内含有。它将创建一个 account 表并插入两个客户:john_doe 他的帐户金额为 $100。jane_doe 他的帐户金额为 $600。

例2 创建 account 表

mysql> CREATE DATABASE banktest;
mysql> USE banktest;
mysql> CREATE TABLE account(
-> client VARCHAR(25) NOT NULL PRIMARY KEY,
-> money INT) TYPE=InnoDB;
mysql> INSERT INTO account valueS("john_doe", 100);
mysql> INSERT INTO account valueS("jane_doe", 600);
mysql> SELECT * FROM account;
+----------+-------+
| client   | money |
+----------+-------+
| john_doe |   100 |
| jane_doe |   600 |
+----------+-------+

脚本还会创建有 $500 可用现金的 atm 表。

例3 创建 atm 表

mysql> CREATE DATABASE atmtest;
mysql> USE atmtest;
mysql> CREATE TABLE atm(
-> id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
-> cash INT) TYPE=InnoDB;
mysql> INSERT INTO atm valueS(null, 500);
mysql> SELECT * FROM atm;
+----+------+
| id | cash |
+----+------+
|  1 |  500 |
+----+------+

  最后,复制 $CATALINA_HOME/shared/lib 内的 JDBC 驱动程序 .jar 文件。

  获取并安装 TOMCAT:本章主要介绍 Tomcat 4.1.18 及以上的版本。首先确保没有使用以前的旧版本,安装 TOMCAT 没有什么特别,只需下载并解压缩即可。

  获取并安装 JOTM:如果要使用 JOTM,只需要下载最近的二元版本并将解压缩即可。再从lib/ 目录下将.jar 文件(除了 log4j.jar、ommons-cli.jar 和 jotm_iiop_stubs.jar) 复制到 $CATALINA_HOME/shared/lib。这样就完成了。

  配置 TOMCAT:需要配置 Tomcat,使之能够从 JNDI 获取 UserTransaction 和 DataSource 对象(它们用在 foo.BankAccount 和 bar.ATM)。

  首先,告诉 TOMCAT 你所使用的 JNDI 名字,以便在 WEB 应用程序中查询数据源。这些步骤由 web.xml 完成,其代码如下。对于银行帐户数据源,使用的 JNDI 名字是 java:comp/env/jdbc/bankAccount ,而且只能在 java:comp/env/ 之后给出名字。TOMCAT 通过 JNDI 机制来解决其余的问题。对于 ATM 数据源也同样于此。

例 4. web.xml

<web-app>
<resource-env-ref>
<description>Bank Account DataSource</description>
<resource-env-ref-name>jdbc/bankAccount</resource-env-ref-name>
<resource-env-ref-type>javax.sql.DataSource</resource-env-ref-type>
</resource-env-ref>

<resource-env-ref>
<description>ATM DataSource</description>
<resource-env-ref-name>jdbc/ATM</resource-env-ref-name>
<resource-env-ref-type>javax.sql.DataSource</resource-env-ref-type>
</resource-env-ref>
</web-app>

  您必须告诉 TOMCAT 怎么样返回 web.xml内的资源,这个过程就由bank.xml文件来完成了。对于银行帐户和 ATM 资源,您必须设置参数,以便 TOMCAT 能将 WEB 应用程序与数据源正确相连。有关更多的详细信息,请参考 TOMCAT JNDI 数据源基础知识。(参见 Resources)

  其中一个参数需特别关注:factory.类中设置这个参数,用于当 WEB 应用程序通过 JNDI 查询时来创建一个数据源。另外一个重要的资源(在 web.xml 中有描述)是 UserTransaction。java:comp/UserTransaction 使用这个资源来区分事务,它由 JOTM 来执行。

例 5 bank.xml

<Context path="/bank" docBase="bank.war" debug="0" 
reloadable="true" crossContext="true">

<!-- Description of the DataSource "jdbc/bankAccount" -->
<Resource name="jdbc/bankAccount" auth="Container" 
 type="javax.sql.DataSource" />
<ResourceParams name="jdbc/bankAccount">
<parameter>
<!-- Factory of the DataSource -->
<name>factory</name>
<value>org.objectweb.jndi.DataSourceFactory</value>
</parameter>
<parameter>
<name>url</name>
<value>jdbc:mysql://localhost/banktest</value>
</parameter>
<!-- other parameters include:
o username - name of database user
o password - password of the database user
o driverClassName - JDBC Driver name
        -->
        ...
</ResourceParams>

<!-- Description of the DataSource "jdbc/ATM" -->
<Resource name="jdbc/ATM" auth="Container" 
 type="javax.sql.DataSource" />

<!-- same type of parameters than for resource 
 "jdbc/bankAccount" -->
<ResourceParams name="jdbc/ATM">
        ...
</ResourceParams>

<!-- Description of the resource "UserTransaction -->
<Resource name="UserTransaction" auth="Container" 
 type="javax.transaction.UserTransaction" />
<ResourceParams name="UserTransaction">
<parameter>
<name>factory</name>
<value>org.objectweb.jotm.UserTransactionFactory</value>
</parameter>
<parameter>
<name>jotm.timeout</name>
<value>60</value>
</parameter>
</ResourceParams>
</Context>

  展开 WEB 应用程序:一旦你设置了 JOTM 和TOMCAT ,展开并使用 WEB 应用程序就很容易了。首先,下载 bank.tgz 并将之解压缩, 再将bank.xml 和 bank.war 复制到 $CATALINA_HOME/webapps 下;然后,启动 TOMCAT:

> cd $CATALINA_HOME/bin
> ./catalina.sh run
Using CATALINA_BASE:/home/jmesnil/lib/tomcat
Using CATALINA_HOME:/home/jmesnil/lib/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR:/home/jmesnil/lib/tomcat/temp
Using JAVA_HOME:/usr/local/java
May 6, 2003 5:56:00 PM org.apache.commons.modeler.Registry loadRegistry
INFO:Loading registry information
May 6, 2003 5:56:00 PM org.apache.commons.modeler.Registry 
 getRegistry
INFO:Creating new Registry instance
May 6, 2003 5:56:00 PM org.apache.commons.modeler.Registry 
 getServer
INFO:Creating MBeanServer
May 6, 2003 5:56:07 PM org.apache.coyote.http11.Http11Protocol init
INFO:Initializing Coyote HTTP/1.1 on port 8080
Starting service Tomcat-Standalone
Apache Tomcat/4.1.24-LE-jdk14

您会在日志里面发现 JOTM 还没有启动。它是在当您第一次访问 DataSource 时才会启动的,在那个时候,您将会发现以下信息:

May 6, 2003 5:56:20 PM org.objectweb.jotm.Jotm <init>
INFO:JOTM started with a local transaction factory that 
 is not bound.
May 6, 2003 5:56:20 PM org.objectweb.jotm.Jotm <init>
INFO:CAROL initialization

键入URLhttp://localhost:8080/bank/来使用 WEB 应用程序。

  使用 WEB 应用程序

  WEB 应用程序的首页包含两个链接:

  1. 是 Cash Delivery 页面,您可以在上面像在 ATM 一样提款。

 

图2 Cash Delivery 页面

  2. 是management console,您在上面可以对 ATM 或自己创建的银行帐户进行检测或更新。

 

图3 Management Console

操作之前,ATM 有$500,John Doe 银行帐户上有 $100 ,Jane Doe 银行帐户有 $600 。

如果 John Doe想取 $400 ,交易将会失败,因为在他的帐户上余额不够。结果将是:

Client ID:john_doe, value: $400

Cash can not be delivered to you

because:not enough money in your account (only $100).

如果 Jane Doe想取 $550 ,交易也会失败,因为ATM上的现金不够。结果将是:

Client ID:jane_doe, value: $550

Cash can not be delivered to you

because:not enough cash available from this ATM (only $500).

如果 John Doe 取 $50 的话,交易将会成功。结果将是:

Client ID:john_doe, value: $50

Please take your cash ($50)

Thank you!

  总结

  这个简单的例子证明了 servlet 是怎样通过使用事务提供健壮和简化的,并且确保在任何情况下都正确。Tomcat 和 JOTM 完美的结合使在 servlet 内能轻而易举的取得事务的优势。

  除上述简单的例子以外,JOTM还有更多的优点。JOTM 提供了以下性能,有助于增强 WEB 应用程序。

  1.完全分布式事务支持.如果数据层、业务层、表示层运行在不同的 JVM 上,则有可能有一个全程的事务跨度这些JVM,事务的内容在 RMI/JRMP 和 RMI/IIOP 上传播。

  2.整合 JDBC。使用的 XAPool例子就是一个 XA-兼容的 JDBC 连接池,可以与数据库相互操作。XAPool 类似于 Jakarta DBCP,只是增加了 XA-兼容的特征,如果要结合 JDBC 使用 JTA 事务就必须遵从这个特征。

  3.整合 JMS。JOTM 可以结合 JORAM,由ObjectWeb 协会开发的“JMS 提供者”提供了事务的 JMS 消息。你可以得到出现在 servlet中同一事务的 JMS 消息发送件和更新的数据库。

  4.WEB 服务事务。JOTM 提供了BTP(Business Transaction Protocol)、JOTM-BTP接口,它们用于在 WEB 服务中增加事务行为。

  所有这些功能的样例和文档都可以在 JOTM 的档案和网站上找到。

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