事务管理最佳实践全面解析

前言
写作这篇文章的起因，是前一段时间，我使用Jbpm工作流引擎开发工作流管理系统的过程中，使用编程方式管理事务时遇到的问题。
由于之前很长一段时间，我一直都在使用Spring和EJB容器的声明式事务管理，因此，咋一遇到Jbpm这样的编程方式管理事务的情况，一下子搞不定了！经过几天的研究，我重新思考了怎样进行事务管理这个问题，并且发明了一种非常好的编程范式，或者说是事务管理的最佳实践。不敢独享，拿出来与诸君共赏。请大家批评指正。
前几个月，我对C++和Java编程方式进行了比较和研究。并且总结了一些C++编程中管理对象的最佳实践。
但由于那一段时间工作较忙，没有及时把文章写出来。后来想写文章时，却找不到当初为了说明写的Java和C++演示代码了。因此，该文一直未成，颇为遗憾！因此，这篇事务管理的文章，我不敢拖得太久。由于时间仓促，写得不好，请大家见谅！

事务管理
企业级应用，或者叫“信息管理系统”。这类软件通过数据库持久化保存、处理的信息。它们工作的核心，就是数据库。这类应用，是目前市场上最主流的商业应用。
事务管理，这个概念出自于数据库管理系统中。事务是一个单元的工作，要么全做，要么全不做。
事务管理对于维持数据库系统内部保存的数据逻辑上的一致性、完整性，起着至关重要的作用。如：一个银行应用软件中，转帐的操作中，需要先在A用户帐户中减去资金，然后再在B用户帐户中增加相应的资金。如果完成A帐户操作后，由于系统故障或者网络故障，没有能够完成接下来的操作，那么A帐户中的资金就白白流失了。显然，客户是无法接受这样的结果的！
如果我们把一个A和B帐户的操作放在一个事务单元中，那么如果遇到上述异常情况，A帐户减少资金的操作会回滚。A帐户的资金不会减少。

事务管理和数据库连接的关系
事务管理的工作，需要在数据库连接上进行。如果没有数据库连接，事务管理是无法实施的。
因此，一个事务单元，应该小于或者等于一个数据库连接的生命周期。

事务管理最佳模式
数据库连接管理最佳模式
数据库连接，是一种很宝贵也很昂贵的资源。一个数据库可以提供的数据库连接总数是有限的。而且，获取一次数据库连接也是非常昂贵的操作。需要建立网络连接。因此，我们应当尽可能的重用数据库连接，让数据库连接维持的时间尽可能的长。
但是，我们也不能把数据库连接维持的太久。因为，上文已经说过了，一个数据库可以提供的数据库连接总数是有限的。如果数据库连接的时间很长，那么其他需要数据库连接的工作就无法得到所需的数据库连接。
因此，最佳的数据库连接模式，是“每次请求，一次数据库连接”这样的使用模式。
因为，多次请求之间的时间间隔是无法预料的，可能长达几小时、甚至几天。数据库连接显然不能白白的等待在那里。而应该返回给数据库，或者数据库连接缓冲池，让其他程序和组件有机会使用数据库连接。
另外，如果一次数据库连接，小于一次用户请求，那么，数据库连接的得到和关闭次数又太频繁了。因为，得到一次数据库连接是非常消耗资源的。一次用户请求，是一个短时、瞬间的操作，完全没有必要使用多个数据库连接。
另外，上文中说过，事务是依托在数据库连接之上的。多个数据库连接之间，是无法使用同一个事务的。（实际上，JTA分布式事务是可以在一个事务中使用多个数据库连接的）
因此，我们更应该让数据库连接的生命周期尽可能的延长。

事务管理最佳模式
最佳的数据库连接模式，是“每次请求，一次数据库连接”这样的使用模式。事务，与之相仿。最佳的事务管理模式，也是“每次请求，一次数据库连接，一次事务”。
一次用户请求，是用户对软件系统功能的一次独立调用。用户当然不希望他的一次操作，系统只执行一部分这种情况的发生。因此，对一次用户请求的响应，使用一次事务，是非常和正确的。
对于一次单纯的查询操作，不更改持久化数据库中记录，那么我们不需要使用事务。在数据库操作发生错误时，抛出异常，让用户界面显示出问题即可。而对于更改数据库记录的操作，并且涉及到多次数据库操作的，则必须使用事务，以保证数据库中记录的完整性和真实性。

数据库连接和事务管理的反模式
数据库连接和事务管理，在应用中有一些反模式。我们应该避免这样做，否则会死得很惨！
一、数据库连接和事务管理跨越一个客户的多次请求
这样的数据库连接和事务，其持续时间是无法估量的。这样严重影响软件和数据库的性能。这是绝对不可取的。
二、每个数据库操作，一次数据库连接和事务
这是一种非常常见的反模式。在采用DAO设计模式进行O-R映射中，DAO接口的一个数据库访问方法，就执行一次数据库连接的获取和释放，并且执行一次或者多次事务。
如，下面的代码：
/*
    4,删除单条消息
    */
   publicvoid deleteMessage(String id){
       Connection conn=DB.getConnection();
       Statement stmt =null;
       ResultSet rst=null;
      try {
       stmt = conn.createStatement();
       //拼装SQL
       String sql="delete from message where id='"+id+"'";
      stmt.executeUpdate(sql);
      }
      catch (SQLException ex) {
        ex.printStackTrace();
        thrownew DataAccessException();
      }finally{
      DB.freeDbResource(conn,stmt,rst);
      }

   }
这是典型的反模式。
数据库连接在Dao中得到和释放。如果一次用户请求需要用到多个Dao方法，那么就需要多次得到和释放数据库连接。造成了极大的浪费。而且，也无法对多个Dao方法实施事务管理。
另外，JDBC中，默认的事务管理方式是自动提交。上面的代码只有一个SQL执行语句。所有只有一次事务。如果Dao方法中有多个SQL语句，那么就会在一个Dao方法中使用多个事务，多次提交到数据库中，这也是极端错误的！
当然，上面这个简单的Dao方法，并不会造成任何实际的损害，这里仅仅说明这种使用方式是一种反模式。


事务管理的最佳设计模式
最佳的事务管理模式，是“每次请求，一次数据库连接，一次事务”。那么，根据这个原则，具体我们应该怎样编写程序呢？
一、事务管理的分层
企业级应用软件中的代码部分，可以分为以下几个层次：
    （一）控制器Controller层
这是表现层的业务委派。它处理用户的请求，完成用户要求的功能。它接收用户传来的参数，然后调用业务层的服务方法，完成所需的功能。
根据“每次请求，一次数据库连接，一次事务”的原则。似乎，这里是最好的得到和关闭数据库连接，管理事务的地方。因为，Controller层中的每一个方法，对应着用户的一次请求。
但是，我认为，这里决不应该“得到和关闭数据库连接，管理事务”。因为，首先，控制器层，作为表现层技术的一部分，它的作用，仅仅是委派操作给业务层的服务方法，应该尽可能的小。不应该包括这些代码。
其次，管理数据库连接和事务，这是业务层的逻辑，应该在业务层处理，而不是在表现层处理。
更实际一点来说，Struts这种技术中，我们一般不使用Spring来管理Struts的控制器Action类。这样，如果“得到和关闭数据库连接，管理事务”放在Struts的控制器层—Action类中，那么Spring自动管理数据库连接和事务的声明式事务管理机制就无法使用了！（当然，Struts的Action也可以配置成Spring管理。）
因此，我们应该坚决地拒绝在控制器层中处理数据库连接和事务的诱惑！
（二）业务服务Service层
业务服务层，是业务逻辑的实际存放地。它们提供的服务分为2种：
1，为控制器层提供服务，处理用户请求。
2，为其他类（不仅仅是控制器层，可能是其他Service方法等）提供服务。
传统上，大家都不区分这两类服务方法。统称为Service。
而在我的方法中，我把它们区分开来。我把Service层的服务方法分为3类：
1，直接为控制器层提供服务，并且需要使用到数据库操作，从而需要处理数据库连接和事务的，我把它们成为Transaction方法。用*Transaction后缀标识。
这样的方法，我仍然把它们放在Service接口中。当你需要实现这样的方法时，看到后缀，你就知道，你需要在这里调用Dao方法，并且“得到和关闭数据库连接，管理事务”。
如果你不在这里进行“得到和关闭数据库连接，管理事务”的操作，那么系统一定会出现数据库访问故障！
2，为其他类（可以是控制器层，也可能是其他Service方法等）提供服务，并且不需要访问数据库的方法。我称它们为Service方法。使用*Service后缀，或者不使用后缀来标识它们。
这样的方法，你可以无所顾忌的使用，既可以在控制器层中调用，也可以在任何代码中调用！
3，需要使用到数据库操作，并且不可以直接被控制器层调用的方法。我称它们为Dao方法。使用*Dao后缀来标识它们。
它们不是Dao接口中的方法，而是Service业务逻辑接口中的方法。我称它们为Dao方法，并不是说，它们是Dao接口的方法，而是表示它们是Service层中需要使用Dao接口操纵数据库的服务方法。并且，它们本身不含有“得到和关闭数据库连接，管理事务”的代码。因此，所有需要调用它们的方法，需要注意了，“得到和关闭数据库连接，管理事务”这些任务还没有做。如果直接在控制器层调用它们，那么一定会出现数据库和事务的错误！
（三）DAO数据访问层
DAO数据访问模式，是目前在数据访问层中用得最多的模式。在DAO中，使用各类数据库访问技术（如，JDBC,iBatis,Hibernate等）操作数据库，实现O-R映射。
其中的方法，大都满足“需要使用到数据库操作，并且不可以直接被控制器层调用的方法”这样一种情况。我们可以使用*Dao后缀来标识这些方法，也可以不使用后缀。因为Dao接口的方法，大抵都是这类方法。

二、数据库连接和事务管理最佳模式
在我们的编程范式中，是这样工作的：
控制器层，接收用户请求参数，并委派给业务层的Service接口执行业务逻辑。它可以直接调用Service接口的*Transaction方法和*Service方法或者没有后缀的一般方法。
其中，*Transaction方法需要用到数据库。其中必然调用了业务层的Dao方法，或者DAO层的数据库访问方法。其实现方法中必然有处理“得到和关闭数据库连接，管理事务”的代码。
而*Service方法或者没有后缀的一般方法，则没有使用数据库。
在DAO数据访问层，执行数据库操作的DAO方法，并不需要创建和关闭数据库连接，也不需要处理事务。它们之需要得到数据库连接，然后使用这个连接即可。（数据库连接，可以通过参数从外部得到，也可以从本地线程变量中得到。后者是目前主流的技术）
这就是我提出的“事务管理最佳实践”的工作情况。
在Service业务层和DAO数据访问层中，我们都使用了“接口—实现类”相分离的设计模式。
一、编程方式的数据库连接和事务管理
假设，现在我们使用多种数据库访问技术，来进行O-R映射。看看我们这个架构的适应能力。
我们的系统，分别使用JDBC,iBatis,Hibernate这三种数据库访问技术，使用编程方式手工管理数据库连接和事务，不使用Spring这样的IOC容器进行管理。看看我们需要做什么：
（一）JDBC编程方式管理数据库连接和事务
首先，开发一个JDBCUtil类，得到数据库连接，并且把它们放在一个线程变量中，以便一个线程重用一个数据库连接。
然后，开发DAO接口的实现类。实现DAO方法。从本地线程变量中得到数据库连接，使用它。不需要关闭这个连接，也不需要管理事务。
接着，开发Serivce层的*Dao后缀命名的方法。它们只需要调用DAO接口的方法即可。不需要和数据库连接、事务打交道。
最后，开发Service层的*Transaction后缀命名的方法。它们调用JDBCUtil类的方法，创建一个数据库连接，并把它放在JDBCUtil类的本地线程变量中，设置conn.setAutoCommit(false);等待DAO接口的方法去取这个已经设为不自动提交的数据库连接。
然后，在Try块中，调用Dao方法（Service接口或者DAO接口的Dao方法）。调用结束之后，提交事务，并在异常处理模块中，设置回滚。最后，在finally块中关闭数据库连接，清除本地线程变量的值。
（二）iBatis编程方式管理数据库连接和事务
iBatis本身就是使用本地线程变量来管理数据库连接的。
1，DAO接口的实现方法中，调用iBatis代码，执行数据库操作。
2，Service层的Dao方法，不需要任何更改。
3，Service层的Transaction方法，需要使用iBatis的事务管理代码。
private SqlMapClient sqlMap = XmlSqlMapBuilder.buildSqlMap(reader);
public updateItemDescriptionTransaction (String itemId, String newDescription) throws SQLException {
try {
sqlMap.startTransaction ();
dao方法调用;
sqlMap.commitTransaction ();
} finally {
sqlMap.endTransaction ();
}
}
    iBatis处理事务的代码，也处理得数据库连接。并且，事务的回滚也被iBatis搞定了。
也就是说，换了一种数据库访问技术，只需要改变Service层中*Transaction方法的实现和DAO层的实现。
（三）Hibernate编程方式管理数据库连接和事务
Hibernate也是如此。
下面是Hibernate的助手类：
publicclass HibernateSessionFactoryFromJbpm {
  
    privatestaticfinal ThreadLocal threadLocal = new ThreadLocal();
    privatestatic org.hibernate.SessionFactory sessionFactory;
    /**
     *ReturnstheThreadLocalSessioninstance. Lazyinitialize
     *the<code>SessionFactory</code>ifneeded.
     *
     * @returnSession
     * @throwsHibernateException
     */
    publicstatic Session getSession() throws HibernateException {
        Session session = (Session) threadLocal.get();

       if (session == null || !session.isOpen()) {
           if (sessionFactory == null) {
              rebuildSessionFactory();
           }
           session = (sessionFactory != null) ? sessionFactory.openSession()
                  : null;
           threadLocal.set(session);
       }

        return session;
    }
    /**
     * Rebuildhibernatesessionfactory
     *
     */
    publicstaticvoid rebuildSessionFactory() {
       try {
       // configuration.configure(configFile);
           //sessionFactory = configuration.buildSessionFactory();
           sessionFactory =HibernateHelper.createSessionFactory();
       } catch (Exception e) {
           System.err
                  .println("%%%% Error Creating SessionFactory %%%%");
           e.printStackTrace();
       }
    }
    /**
     * Closethesinglehibernatesessioninstance.
     *
     * @throwsHibernateException
     */
    publicstaticvoid closeSession() throws HibernateException {
        Session session = (Session) threadLocal.get();
        threadLocal.set(null);

        if (session != null) {
            session.close();
        }
    }
}
Hibernate的Session，是对JDBC Connection的封装。Hibernate不同于JDBC和iBatis。它默认就把自动提交设为false。也就是说，如果你不显式的使用Hiberante事务，那么根本不会操作数据库！这点需要注意。
（四）Jbpm对Hiberante的封装
另外，再说一下Jbpm对Hiberante所作的封装。Jbpm使用的是Hiberante3的数据库访问技术。但是，它对Hibernate进行了封装。
使用Jbpm，事务管理更加简单。
如：
public List getAllCanSeenTaskInstancesTransaction (PageModule view,String userId) throws Exception {
       JbpmContext jbpmContext = JbpmConfiguration.getInstance().createJbpmContext();
        try {
       returnthis.getAllCanSeenTaskInstances(view, userId);
        }finally{
        jbpmContext.close();
        }
    }
当 jbpmContext.close();方法执行时，自动提交事务。如果发生异常，自动回滚。并且，最后会关闭Hiberante本地线程中的Session，并清空该线程变量。

二、声明方式的数据库连接和事务管理
Spring容器管理业务代码和DAO数据访问代码，是现在非常常用的一种方式。使用Spring时，我们一般使用Spring声明式事务来管理数据库连接和事务。
另外，还有EJB容器也有声明式事务管理的机制，两者的使用方法大体相同，我就不再论述，这里只说Spring。
Spring管理下的JDBC,iBatis,Hibernate数据库访问方法。我们在DAO接口的实现类中，可以使用Spring提供的助手类的便利方法，进行数据库操作。也可以使用Spring提供的助手类，得到Connection，Session等进行数据库操作。或者使用Spring助手类的execute()方法调用数据库操作代码。
如果你原先使用自己的助手类得到Connection，Session。那么你完全可以修改该助手类的实现方法，改为从Spring得到Connection，Session。这样就不需要修改DAO接口的实现类！
Service层中的Dao方法，仍然无需修改。
对于Service层中的Transaction方法。我们需要去除“得到和关闭数据库连接，管理事务”的代码。然后，在Spring的配置文件中，对其应用声明式事务管理。运行时，Spring会通过SpringAOP技术，自动得到数据库连接，管理事务。
可见，使用声明式事务管理，我们只需要修改得到数据库连接或者会话的Util助手类，以及Transaction方法即可。
综上所述，可以看到，我提出的这一套事务管理最佳实践是一套非常灵活、强大、简洁的管理事务的最佳实践。具有极其强大的适应能力。采用这套编程范式，你可以很容易地彻底摆脱事务管理带来的困扰！
使用它，即使是编程方式管理事务，也是非常简单而可爱的。