用 JOTM 向Servlet中添加事务

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。