C# 事务

一、 介绍

事务是数据库操作的逻辑单元，它要么全部执行成功，要么全部失败回滚。在C#中，你可以使用ADO.NET或Entity Framework等技术来执行数据库操作，并使用事务来确保数据的一致性和完整性。

二、ADO.NET中的事务处理

在ADO.NET中，你可以使用SqlConnection和SqlTransaction等类来执行事务处理。具体步骤包括打开数据库连接、开始事务、执行SQL语句、提交或回滚事务等。

using (var connection = new SqlConnection(connectionString))
{
    connection.Open();
    
    using (var transaction = connection.BeginTransaction())
    {
        try
        {
            // 执行数据库操作
            // 执行多条SQL语句
            
            transaction.Commit(); // 提交事务
        }
        catch (Exception ex)
        {
            transaction.Rollback(); // 回滚事务
            // 处理异常
        }
    }
}

 

三、Entity Framework中的事务处理

如果你使用Entity Framework来访问数据库，事务处理也非常简单。你可以使用DbContext中的Database.BeginTransaction()方法来开始一个事务，并在需要时提交或回滚。

using (var dbContext = new YourDbContext())
{
    using (var transaction = dbContext.Database.BeginTransaction())
    {
        try
        {
            // 执行数据库操作
            // 增删改查等操作
            
            dbContext.SaveChanges(); // 保存更改

            transaction.Commit(); // 提交事务
        }
        catch (Exception ex)
        {
            transaction.Rollback(); // 回滚事务
            // 处理异常
        }
    }
}

 

四、事务隔离级别

在使用事务时，了解事务隔离级别是很重要的。它们包括未提交读取（Read Uncommitted）、已提交读取（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）和串行化（Serializable）。每个级别都有不同的并发控制机制和性能影响，开发人员需要根据应用程序的要求进行选择。

读未提交（Read Uncommitted）

• 在这个隔离级别下，事务可以看到其他事务未提交的数据修改。
• 可能会发生脏读（Dirty Read），即一个事务读取到另一个事务未提交的数据。
• 这是最低的隔离级别，会带来最高的并发性，但也是最不安全的。

已提交读取（Read Committed）

• 这个隔离级别保证一个事务只能读取到其他事务已提交的数据修改。
• 避免了脏读，但仍可能出现不可重复读和幻读。

可重复读取（Repeatable Read）

• 在这个隔离级别下，事务在执行期间可以多次读取相同的数据，并且保证不会看到其他事务已提交的修改。
• 避免了不可重复读，但仍可能出现幻读。

串行化（Serializable）

• 这是最高的隔离级别，它通过完全串行化事务来避免脏读、不可重复读和幻读。
• 事务必须按顺序执行，这可能会降低并发性能，但可以提供最高的数据一致性。

注意事项

• 隔离级别越高，数据库的并发性越低，因为它需要更多的锁来确保数据的一致性。
• 隔离级别的选择应该根据应用程序的需求和性能要求来决定。通常情况下，使用默认的隔离级别（通常是已提交读取）即可满足大多数需求。
• 在某些情况下，可能需要显式地指定更高的隔离级别，以确保数据的一致性和完整性。

了解和理解事务隔离级别是数据库开发中非常重要的一部分，它可以帮助开发人员设计和实现具有高性能和高可靠性的数据库应用程序。

五、分布式事务处理

在C#中进行分布式事务处理涉及到跨越多个数据库或服务的事务操作。这通常用于在不同的数据存储或服务之间保持数据一致性。以下是一些常见的分布式事务处理方法：

两阶段提交（Two-Phase Commit）

• 两阶段提交是一种经典的分布式事务处理协议，用于确保在多个参与者之间执行的事务的原子性。
• 它包含一个准备阶段和一个提交阶段。在准备阶段，各个参与者向协调者报告事务是否可以提交；在提交阶段，协调者根据准备阶段的结果决定是否提交或回滚事务。
• 两阶段提交需要协调者和各个参与者之间的通信，而且如果协调者失败，可能会导致参与者处于不一致的状态。

补偿事务（Compensating Transaction）

• 补偿事务是一种通过执行相反操作来恢复到事务执行之前状态的方法，用于处理分布式环境中的事务。
• 在分布式系统中，由于网络故障或其他问题，事务可能无法完全提交。补偿事务可以通过执行一系列的逆操作来回滚已经提交的事务。
• 这种方法相对于两阶段提交来说更加灵活，但也更加复杂，需要开发人员在设计时考虑各种异常情况和恢复策略。

可靠消息队列（Reliable Message Queue）

• 可靠消息队列是一种通过消息传递来实现分布式事务的方法。在这种模式下，事务的各个步骤被分解为消息，并通过消息队列来进行传递和处理。
• 每个消息的处理都是原子的，消息队列可以确保消息的可靠传递和处理，从而保证整个事务的一致性。
• 这种方法通常与补偿事务结合使用，以处理可能发生的故障情况。

使用分布式事务处理框架

• 除了自行实现分布式事务处理逻辑外，还可以使用一些专门的分布式事务处理框架，如NServiceBus、MassTransit等。
• 这些框架提供了高级的抽象和功能，使得开发人员可以更加方便地实现分布式事务处理，并且通常会处理一些常见的分布式系统问题，如消息传递、失败处理等。

在选择分布式事务处理方法时，需要根据具体的业务需求、系统架构和性能要求来进行评估和选择。每种方法都有其优缺点，开发人员需要根据实际情况进行权衡和取舍。

六、依赖事务

在C#中，依赖事务（Dependent Transaction）是一种事务处理模式，它允许一个事务依赖于另一个事务的结果或状态。这种模式通常用于构建复杂的事务处理逻辑，其中某些事务的执行依赖于其他事务的成功或失败。以下是关于C#依赖事务的一些重要概念和用法：

(一) 嵌套事务

• 嵌套事务是指在一个已存在的事务内部创建一个新的子事务。
• 子事务可以独立于父事务进行提交或回滚。
• 如果父事务回滚，子事务也会回滚；但如果子事务回滚，父事务不受影响。
• 嵌套事务通常用于处理复杂的业务逻辑，其中某些操作需要独立于整体事务进行处理。
• 在 C# 中，嵌套事务可以通过使用 TransactionScope 类来实现。

// 嵌套事务示例
using (var scope = new TransactionScope())
{
    // 执行父事务操作

    using (var childScope = new TransactionScope(TransactionScopeOption.RequiresNew))
    {
        // 执行子事务操作
        // 如果子事务回滚，只影响子事务，不影响父事务
        childScope.Complete();
    }

    // 继续执行父事务操作
    scope.Complete();
}

(二) 事务嵌套

• 事务嵌套是指在一个事务内部调用另一个事务。
• 调用的事务会成为当前事务的一部分，而不是独立的子事务。
• 如果内部事务回滚，整体事务也会回滚。
• 事务嵌套通常用于将多个操作组合成一个原子性的操作，确保数据的一致性。
• 在 C# 中，事务嵌套可以通过使用 SqlConnection 和 SqlTransaction 来实现。

// 事务嵌套示例
using (var connection = new SqlConnection(connectionString))
{
    connection.Open();
    using (var transaction = connection.BeginTransaction())
    {
        // 执行事务操作

        using (var innerTransaction = connection.BeginTransaction())
        {
            // 执行内部事务操作
            // 如果内部事务回滚，整体事务也会回滚
            innerTransaction.Commit();
        }

        // 继续执行事务操作
        transaction.Commit();
    }
}

• 嵌套事务和事务嵌套都涉及到事务的层次结构，但它们的行为和用途不同。
• 在 C# 中，使用 TransactionScope 实现嵌套事务，使用 SqlConnection 和 SqlTransaction 实现事务嵌套。
• 根据具体业务需求，选择适合的事务处理方式。

七、自定义资源管理器

C#中的自定义资源管理器通常指的是实现自定义的事务资源管理器（Custom Resource Manager），用于在事务处理中管理非数据库资源，比如文件系统、消息队列等。自定义资源管理器允许开发人员在事务中处理多种类型的资源，从而实现更复杂的事务处理逻辑。

以下是一个简单的示例，演示了如何实现一个自定义的文件系统事务资源管理器：

using System;
using System.Transactions;
using System.IO;

class CustomResourceManager : ISinglePhaseNotification
{
    private string filePath;

    public CustomResourceManager(string filePath)
    {
        this.filePath = filePath;
    }

    public void Commit(Enlistment enlistment)
    {
        // 在事务提交时执行操作
        File.WriteAllText(filePath, "Transaction committed.");
        Console.WriteLine("File updated: " + filePath);
        enlistment.Done();
    }

    public void InDoubt(Enlistment enlistment)
    {
        // 事务状态不确定时的处理
        Console.WriteLine("Transaction in doubt.");
        enlistment.Done();
    }

    public void Prepare(PreparingEnlistment preparingEnlistment)
    {
        // 准备阶段
        Console.WriteLine("Preparing to commit transaction.");
        preparingEnlistment.Prepared();
    }

    public void Rollback(Enlistment enlistment)
    {
        // 在事务回滚时执行操作
        File.WriteAllText(filePath, "Transaction rolled back.");
        Console.WriteLine("File reverted: " + filePath);
        enlistment.Done();
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string filePath = "example.txt";

        // 启动事务并将自定义资源管理器添加到事务中
        using (var scope = new TransactionScope())
        {
            var resourceManager = new CustomResourceManager(filePath);
            Transaction.Current.EnlistVolatile(resourceManager, EnlistmentOptions.None);

            // 执行其他事务操作
            // ...

            // 提交事务
            scope.Complete();
        }
    }
}

在这个示例中，CustomResourceManager类实现了ISinglePhaseNotification接口，用于自定义资源管理器的事务管理。在事务提交时，它会将特定文本写入到指定文件中；在事务回滚时，会将文件内容恢复为原始状态。然后，在Main方法中，我们创建了一个事务范围，并将自定义资源管理器添加到事务中。

这个示例演示了如何利用C#中的事务范围和自定义资源管理器来实现文件系统的事务处理。这种方法可以应用于其他类型的资源管理，比如消息队列、网络连接等，从而实现更复杂的事务处理逻辑。

八、文件系统事务

文件系统事务指的是在文件系统级别执行的事务操作，这些操作要么全部成功，要么全部失败，并且具有原子性和一致性。在C#中，实现文件系统事务可以通过以下几种方式之一：

使用文件系统监视器和备份/还原

• 在文件系统上执行事务操作的一种方法是使用文件系统监视器来监视文件的变化，并在需要时执行备份和还原操作。
• 当需要执行事务时，首先使用文件系统监视器监视所有相关文件的变化，并在备份文件之前创建一个快照。然后执行文件修改操作，如果操作成功，则提交事务；如果发生错误，则回滚事务并还原文件到之前的状态。

使用事务性文件系统（Transaction-Safe File System）

• 事务性文件系统是一种支持事务操作的文件系统，它提供了内置的事务管理功能，可以确保在文件系统级别执行的操作具有原子性和一致性。
• 在C#中，可以通过使用第三方的事务性文件系统库或者基于Windows的事务性文件系统API来实现事务性文件操作。

使用自定义的文件系统事务管理器

• 类似于上面提到的自定义资源管理器，可以实现一个自定义的文件系统事务管理器，用于在事务中管理文件系统的操作。
• 这个自定义管理器可以根据需要执行文件备份、还原和修改操作，并确保这些操作在事务提交或回滚时正确执行。

无论选择哪种方法，文件系统事务的关键是确保所有文件系统操作都在事务的上下文中执行，并且在提交或回滚事务时正确处理文件的状态。这样可以保证文件系统操作的原子性和一致性，从而确保数据的完整性。