C#（99）：.NET事务

一、概述

1、事务ACID特性

事务将一系列的工作视为一个工作单元，它具有 ACID 特性：

• A：Atomicity 不可分性
  也就是说事务中有多项工作，如果有一项工作失败了，整个事务就算失败了。
• C：Consistency 一致性
  事务完成时，全部数据必须维持一致性的状态。对于关系数据库，简单地来说就是没有破坏数据完整性。
• I：Isolation 隔离性
  事务与其他事务是隔离的，也就是说一个事务的一项工作对数据进行修改时，如果整个事务还没有结束，其他事务就无法知道这个数据发生了修改。
• D：Durability 持久性
  事务完成后，其作用便永远存在于系统之中。

2、.NET开发者用到的5种事务机制：

• SQL和存储过程级别的事务。（数据库事务）
• ADO.NET级别的事务。
• ASP.NET页面级别的事务。
• 企业级服务COM+事务。
• System.Transactions 事务处理。

这5种事务机制有着各自的优势和劣势，分别表现在性能、代码数量和部署设置等方面。开发人员可以根据项目的实际情况选择相应的事务机制。

二、数据库事务

1、不同数据库的事务规则

         数据库事务是其他事务模型的基础，当一个事务创建时不同数据库系统都有自己的规则。

• SQL Server默认在自动提交的模式下工作，每个语句执行完后都会立即提交；
• Oracle则需要你包含一个提交语句。
• 当一个语句通过OLE DB执行时，它执行完后一个提交动作会被附加上去。

例如：SQL Server数据库T-SQL语句中显示指定事务

declare @TranName varchar(20);
select @TranName = 'MyTransaction';

begin transaction @TranName;
go

use AdventureWorks;
go

delete from AdventureWorks.HumanResources.JobCandidate where JobCandidateID = 13;
go

commit transaction MyTransaction;
go

或在存储过程中使用

create procedure Tran1
as
    begin tran;
    set xact_abort on; --set xact_abort on表示遇到错误立即回滚。
    insert into P_Category ( CategoryId, Name ) values ( '1', 'test1' );
    insert into P_Category ( CategoryId, Name ) values ( '2', 'test2' );
    commit tran;
go

2、数据库事务的优势和限制

(1)优势：

• 所有的事务逻辑包含在一个单独的调用中。
• 拥有运行一个事务的最佳性能。
• 独立于应用程序。

(2)限制：

• 事务上下文仅存在于数据库调用中。
• 数据库代码与数据库系统有关。

三、ADO.Net事务

         ADO.Net事务为System.Data.Common.DbTransaction类的各种派生类。ADO.Net事务不是分布式事务，不支持跨多个连接，它总是关联到一个连接上的本地事务上。

ADO.NET 显式事务占用资源少、速度快，但功能简单，只能管理单一对象和单一持久资源间的事务。

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(ConfigurationManager.ConnectionStrings["MySqlServer"].ConnectionString))
{
    conn.Open();
    using (SqlTransaction tran = conn.BeginTransaction())
    {
        using (SqlCommand cmd = new SqlCommand())
        {
            cmd.Connection = conn;

            cmd.Transaction = tran;
            cmd.CommandType = CommandType.Text;
            try
            {
                cmd.CommandText = "insert into TranTable(Priority) values(1)";
                cmd.ExecuteNonQuery();
                cmd.CommandText = "insert into TranTable(Priority) values(256)";
                cmd.ExecuteNonQuery();
                tran.Commit();
                Response.Write("Ok");
            }
            catch (SqlException ex)
            {
                tran.Rollback();
                Response.Write("Error:" + ex.Message);
            }
        }
    }
    conn.Close();
}

四、System.EnterpriseServices自动事务处理

不需要显示进行事务处理，运行库自动创建事务。多个对象能轻松的运行在同一个事务中。但它需要COM+主机模型。

使用此技术的类必须派生自ServicedComponen类。

[Transaction(TransactionOption.Required)]
public class OrderContrl : ServicedComponent
{
    [AutoComplete]
    public void NewOrder(Order order)
    {
        using (OrderData data = new OrderData())
        {
            data.Insert(order);
        }
    }
}

五、System.Transactions事务

System.Transactions是所有事务处理类的基类。

System.Transactions基础结构通过支持SQL Server、ADO.NET、MSMQ和Microsoft分布式事务协调器(MSDTC)中启动的事务，使得整个平台的事务编程变得简单和高效。

它既提供了基于Transaction 类的显式编程模型，也提供了使用TransactionScope类的隐式编程模型，它里面的事务由基础设施自动管理。强烈建议使用更简单的隐式开发模型TransactionScope。

1、显式事务（Explicit Transaction）

提交、回滚事务都由程序员编程来决定的方式，叫“显式事务（Explicit Transaction）”。Transaction 类及其派生类为显式事务。

2、Transaction类的派生类

• CommittableTransaction：可提交的事务
• DependentTransaction：依赖事务
• SubordinateTransaction：可以委托的下属事务

3、Transaction类成员

• Current：    获取或设置环境事务。
• IsolationLevel：    获取事务的隔离级别。
• TransactionInformation：    检索有关某个事务的附加信息。
• DependentClone(DependentCloneOption) ：   创建事务的依赖复本。
• Rollback() ：   回滚（中止）事务。
• Dispose()：    释放由该对象占用的资源。
• TransactionCompleted：    指示事务已完成。
  

六、可提交的事务：CommitableTransaction（显式事务）

唯一支持提交的事务类是CommitableTransaction，它直接继承自Transaction。

CommittableTransaction提供了“Commit”同步方法和“BeginCommit”、“EndCommit”异步方法组合对事务的提交。

创建CommittableTransaction事务并不会自动设置环境事务。

CommittableTransaction事务不能被重用。可以将数据库连接登记到事务。

注意：只有一个DbConnection时为本地事务；当存在多个DbConnection时才会启动MSDTC（MSDTC不够稳定，尽量避免引入分布式服务）

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(ConfigurationManager.ConnectionStrings["MySqlServer"].ConnectionString))
{
    using (CommittableTransaction ct = new CommittableTransaction ())
    {
        conn.Open();
        conn.EnlistTransaction(ct);//将数据库连接登记到事务
        using (SqlCommand cmd = new SqlCommand())
        {
            cmd.Connection = conn;
            cmd.CommandType = CommandType.Text;
            try
            {
                cmd.CommandText = "insert into TranTable(Priority) values(1)";
                cmd.ExecuteNonQuery();
                cmd.CommandText = "insert into TranTable(Priority) values(256)";
                cmd.ExecuteNonQuery();
                ct.Commit(); //提交事务
                Response.Write("Ok");
            }
            catch (SqlException ex)
            {
               ct.Rollback();//回滚事务 
               Response.Write("Error:" + ex.Message);
            }
        }
        conn.Close();
    }
}

七、环境事务:TrasactionScope（隐式事务，推荐）

       TransactionScope为隐式事务。它为一组事务型操作创建一个执行范围，而这个范围始于TransactionScope创建之时，结束于TransactionScope被回收（调用Dispose方法）。

       TransactionScope实现了IDisposable接口，除了Dispose方法之外，仅仅具有一个唯一的方法：Complete（）。

       目前 TransactionScope 只能处理数据库的事务，对于其他事务，如 I/O，目前的 .NET 版本无法处理。

using (SqlConnection conn = new SqlConnection("Data Source=.; Initial Catalog=TestDb; Integrated Security=SSPI;"))
{
    using (TransactionScope ts = new TransactionScope())
    {
        conn.Open();
        try
        {
            SqlCommand cmd = new SqlCommand(conn);
            cmd.CommandText = "INSERT INTO [Test]([Name],[Value]) VALUES ('测试1','1')";
            cmd.ExecuteNonQuery();
            cmd.CommandText = "INSERT INTO [Test]([Name],[Value]) VALUES ('测试2','2')";
            cmd.ExecuteNonQuery();

            ts.Complete();
        }
        catch (SqlException)
        {
        }
        conn.Close();
    }
}

TransactionScope却有一组丰富的构造函数。我们先来看看这些构造函数相应的参数如何影响TransactionScope对事务控制的行为。

void Main()
{
    TransactionOptions transactionOptions = new TransactionOptions()
    {
        IsolationLevel = System.Transactions.IsolationLevel.ReadCommitted,
        Timeout = new TimeSpan(0, 2, 0)//超时间隔两分钟
    };

    using (TransactionScope scope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required, transactionOptions))
    {
        Transaction.Current.TransactionCompleted += (sender, args) =>
        {
            Console.Write(args.Transaction.TransactionInformation.LocalIdentifier);
        }

        AddStudent(new Student { });
        scope.Complete();//提交事务
    }
}

public void AddStudent(Student s)
{
    SqlConnection conn = new SqlConnection();//环境事务内新建的连接自动附加到事务
    //如果连接在TransactionScope建立之前已存在，需要手工用conn.EnlistTrasaction(Transaction.Current)登记事务
    conn.Open();
    try
    {
        SqlCommand command = new SqlCommand();
    }
    catch (Exception ex)
    {
        throw;
    }
}

1、隔离级别IsolationLevel

7个隔离级别之中，Serializable具有最高隔离级别，代表的是一种完全基于序列化（同步）的数据存取方式。按照隔离级别至高向低，7个不同的隔离级别代表的含义如下：

• Serializable：可序列化。（默认，最高级别）可以在事务期间读取可变数据，但是不可以修改，也不可以添加任何新数据；
• RepeatableRead：可重复读。可以在事务期间读取可变数据，但是不可以修改。可以在事务期间添加新数据；
• ReadCommitted：可读已提交的数据。不可以在事务期间读取可变数据，但是可以修改它；
• ReadUncommitted：读未提交的数据。可以在事务期间读取和修改可变数据；
• Snapshot：快照。可以读取可变数据。在事务修改数据之前，它验证在它最初读取数据之后另一个事务是否更改过这些数据。如果数据已被更新，则会引发错误。这样使事务可获取先前提交的数据值；
• Chaos：混乱。无法覆盖隔离级别更高的事务中的挂起的更改；
• Unspecified：未指定。正在使用与指定隔离级别不同的隔离级别，但是无法确定该级别。如果设置了此值，则会引发异常。

2、嵌套环境事务

using (TransactionScope outerScope = new TransactionScope())
{
    using (TransactionScope innerScope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required, transactionOptions))
    {
        //事务型操作
        innerScope.Complete();
    }
    //事务型操作
    outerScope.Complete();
}

3、TransactionScopeOption

使用TransactionScopeOptions可以改变TransactionScope的默认事务类型。

• Required： （默认）如果已经存在一个事务，那么这个事务范围将加入已有的事务。否则，它将创建自己的事务。
• RequiresNew： 这个事务范围将创建自己的事务。
• Suppress：抑制。 将事务范围内的环境事务设为空，意味着事务范围内的操作并不受事务的控制。当部分代码需要留在事务外部时，可以使用该选项。

4、MSDTC组件设置:

一般情况下只要你使用"TransactionScope"，都要配置MSDTC，要配防火墙，要开139端口，这个端口不可以更改。

• 如果WEB服务器和数据库是在同一台服务器上，TransactionScope使用的是本地事务，这时不需要配置MSDTC。
• 如果WEB服务器和数据库不在同一台服务器上，TransactionScope会自动提升事务级别为分布式事务，这时就需要配置MSDTC。

对MSDTC组件设置:控制面板--->管理工具--->服务 中，开启Distributed Transaction Coordinator 服务。

1. 控制面板->管理工具->组件服务->计算机->我的电脑->右键->属性，选择MSDTC页, 确认"使用本地协调器"。
2. 点击下方"安全配置"按钮
3. 勾选: "允许网络DTC访问","允许远程客户端","允许入站","允许出站","不要求进行身份验证".
4. 对于数据库服务器端, 可选择"要求对呼叫方验证"
5. 勾选:"启用事务Internet协议（TIP)事务"。
6. 在双方防火墙中增加MSDTC.exe例外
   可用命令行: netsh firewall set allowedprogram %windir%/system32/msdtc.exe MSDTC enable

八、依赖事务DependentTransaction，跨多个线程调用事务（显式事务）

一个环境事务绑定到一个线程上，如果新建了一个线程它就不会有第一个线程中的环境事务，两个线程中的事务完全独立。

如果多个线程使用同一个环境事务，需要给新线程传递一个依赖事务，调用Transaction的DependentClone方法创建依赖事务。

依赖事务通过DependentTransaction类型表示，和CommittableTransaction一样，DependentTransaction也是Transaction的子类。

DependentTransaction依赖于现有的Transaction对象而存在，相当于被依赖事务的子事务，具有一个唯一的方法成员：Complete。调用这个方法意味着向被依赖事务发送通知，表明所有与依赖事务相关的操作已经完成。

DependentClone方法具有一个DependentCloneOption枚举类型的参数：

• BlockCommitUntilComplete：表示被依赖事务在提交前会一直等待接收到依赖事务（子事务）的通知（调用Complete或者Rollback方法）或者超过事务设定的超时时限；
• RollbackIfNotComplete：如果被依赖事务在依赖事务（子事务）之前先完成，直接将被依赖的事务回滚，并抛出TransactionAbortedException异常。

下面的代码示例演示如何创建一个依赖事务来管理两个并发任务，具体为克隆一个依赖的事务并将其传递给辅助线程。

void Main()
{
    using (TransactionScope scope = new TransactionScope())
    {
        DependentTransaction dTx = Transaction.Current.DependentClone(DependentCloneOption.BlockCommitUntilComplete);
        Thread thread = new Thread(ThreadMethod);
        thread.Start(dTx);
        /* Do some transactional work here, then: */
        scope.Complete();
    }
}

public void ThreadMethod(object transaction)
{
    DependentTransaction dTx = transaction as DependentTransaction;
    try
    {
        //将DependentTransaction对象作为TransactionScope的参数，以初始化环境事务
        using (TransactionScope ts = new TransactionScope(dTx))
        {
            /* Perform transactional work here */
            ts.Complete();//完成环境事务
        }
    }
    finally
    {
        dTx.Complete();//完成依赖事务
        dTx.Dispose();
    }
}