Распределенные транзакции

Транзакция – последовательность операций с какими-либо данными, которая либо успешно выполняется полностью, либо не выполняется вообще. В случае невозможности успешно выполнить все действия происходит возврат к первоначальным значениям всех измененных в течение транзакции данных (откат транзакции). Транзакция должна обладать следующими качествами.

Атомарность. Транзакция выполняется по принципу "все или ничего".

Согласованность. После успешного завершения или отката транзакции все данные находятся в согласованном состоянии, их логическая целостность не нарушена.

Изоляция. Для объектов вне транзакции не видны промежуточные состояния, которые могут принимать изменяемые в транзакции данные. С точки зрения "внешних" объектов, до успешного завершения транзакции они должны иметь то же состояние, в котором находились до ее начала.

Постоянство. В случае успешности транзакции сделанные изменения должны иметь постоянный характер (т.е. сохранены в энергонезависимой памяти).

Рис. 9. Распределенная транзакция

Транзакции являются основой приложений, работающих с базами данных, однако в распределенной системе может быть недостаточно использования только транзакций систем управления базами данных. Например, в распределенной системе в транзакции может участвовать несколько распределенных компонент, работающих с несколькими независимыми базами данных (рис. 9).

Распределенной называется транзакция, охватывающая операции нескольких взаимодействующих компонент распределенной системы. Каждая из этих компонент может работать с какими-либо СУБД или иными службами, например, использовать очереди сообщений, или даже работать с файлами. При откате транзакции все эти операции должны быть отменены. Для этого необходимо выполнение двух условий:

промежуточная среда должна поддерживать управление распределенными между несколькими компонентами транзакциями;

компоненты распределенной системы не должны работать с какими-либо службами или ресурсами, которые не могут участвовать в транзакции.

Распределенные транзакции являются важнейшим элементом поддержания целостности данных в распределенной системе. Поэтому для более широкого их применения промежуточная среда может содержать механизмы, которые при необходимости (и определенных затратах времени на написание кода) позволят использовать в распределенных транзакциях внешние службы, не поддерживающие транзакции. Такой механизм называется компенсирующим менеджером ресурса (compensating resource manager). Компенсация в данном случае означает возврат ресурса к первоначальному состоянию при откате транзакции.

В настоящее время происходит формирование и стандартизация еще одного понятия, связанного с поддержкой целостности данных – хозяйственной деятельности (business activity) применительно к распределенным системам. Деятельность обычно является отражением некоторого реального процесса, например, покупки в магазине: от оформления заказа до подтверждения доставки курьером. Деятельность может включать в себя транзакции (оформление заказа покупателя, заказ товара у поставщика, и так далее – до подтверждения доставки покупателем). В отличие от транзакции, время жизни которой предполагается коротким, деятельность может длиться в течение очень долгого времени (например, месяца). Деятельность может поддерживать отмену сделанных изменений (например, оформление возврата товара поставщика при отказе покупателя) путем использования компенсирующих задач.