配置 SCA 组件参与 WS-AT 全局事务

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周 志远 (zzyuan@cn.ibm.com), 软件工程师, IBM 中国开发试验室

2008 年 7 月 03 日

事务 (transaction) 支持对于构建可靠的分布式应用至关重要。面向服务的组件体系结构 (SCA) 为我们提供了一个与实现无关的开发架构，SCA 组件是构建 SOA 应用的基本单位，本文将介绍 SCA 对事务的支持，以及如何使用 WebSphere Integration Developer (WID) 开发与配置支持全局事务的 SCA 应用。

引言

本文将讲述如何用 WID 开发运行于 WebSphere Process Server(WPS) 上的支持全局事务的 SCA 应用。首先将介绍事务相关概念，接着讲述 SCA 对事务的支持，最后我们通过一个示例演示如何在组件层次制定事务属性，开发支持 WS-AT 全局事务的 SCA 应用，。

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概念介绍

• 事务 ：保证一组对于资源的更新活动以原子的方式执行。也就是说，要么事务中所有的资源更新都被执行，其结果被永久保存；要么所有活动都不执行。
• Resource Manager Local Transaction (RMLT)：RMLT 是从资源管理器角度来看，通过单一连接使用资源的局部事务。支持 RMLT 的资源管理器，包括通过资源适配器 (Resource Adapter) 进行访问的 EIS，通过 JDBC DataSource 访问的关系数据库，JMS 队列，等等。
• Global Transaction( 全局事务 )：当一个应用使用到多个资源时，需要一个外部的事务管理器通过全局事务来协调对各个资源的更新。在 J2EE 中，使用 BMT(Bean Managed Transaction) 的 EJB 组件，应用程序客户端组件，web 组件等可以通过 Java Transaction API(JTA) 的 userTransaction 接口来创建 / 参与到全局事务中；采用 CMT(Bean Managed Transaction) 的 EJB 组件则由容器负责划分事务。
• WS-AT: Web service atomic transaction (WS-AT) 是 IBM，Microsoft, BEA 等提出的在 web service 应用之间使用分布式全局事务的协议，全局事务的参与者通过两阶段提交协议来协调事务状态，确保所有事务参与者能够达到一致的状态 , 即所有参与者都回滚或者提交。WS-AT 本身并没有定义新的事务接口，全局事务的划分仍然通过标准的 JTA 接口来定义。当运行于全局事务的 J2EE 应用程序发起 web service 请求时，事务管理器将在 SOAP header 中自动插入对应的 WS-AT CoordinationContext。web service 目标组件接受到请求时，其事务管理器将根据发送过来的 WS-AT CoordinationContext 创建从属于此全局事务的 JTA 事务，从而 web service 的各个参与者都运行于同一个全局事务上下文中。
• WPS 对事务的支持 ：WPS 从 version 6.0 开始实现了对 WS-AT 的支持。WPS 可以作为事务管理器来协调全局事务，也可以作为全局事务参与者参与到全局事务中，同时也为 RMLT 提供运行环境。

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SCA 中的事务的支持

Service Component Architect (SCA) 中，组件拥有标准的接口 (WSDL，java interface 等 )，组件的实现形式可以是 BPEL，POJO，business rule 等等。这些 SCA 组件可以导出为外部应用程序所使用，也可以导入外部组件为自身使用。SCA 组件对于事务的支持通过 QoS 来指定。开发者在 SCA 组装的时候可以为其指定事务相关的 Qualifier，SCA runtime 将根据事务 QoS 属性在运行时提供相应的事务支持。WID 为 SCA 组件提供了强大的开发工具。对于 SCA 组件的事务属性定制，WID 同样提供了方便的编辑工具。

具体来说，在开发和组装 SCA 的时候可以在 Interface（接口）和 implementation（实现）两个方面为组件指定事务支持属性：

• Component Implementation Qualifier for transaction:

组件实现的 Qualifier 属性指定了组件在运行时对于安全性，事务等 QoS 的要求。其中 "Transaction' 属性表明了组件执行时对活动的逻辑划分，其取值与意义如下：

Global：若客户请求传播了全局事务上下文，则组件运行于此全局事务中；若不存在已有的全局事务，则会新建一个全局事务。

Local：组件运行于一个局部事务中，该事务不能跨域容器边界。

Any：若存在全局事务上下文，则组件将运行于此全局事务中；否则组件将运行于局部事务中。

• Component interface Qualifier for transaction:

组件接口的 Qualifier 是组件对外部的 QoS 声明，是组件与其客户端交互的协约。其中的 "Join Transaction" 属性声明了组件与客户端参与事务的特性，其取值与意义如下：

True：组件运行时容器将参与到任何客户端传播过来的事物中。

False：组件运行时容器不参与到客户端传播的事务中。

接口和实现的事务属性一起决定了组件运行时的事务特征：

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在 SCA 应用中应用 WS-AT

本小节通过一个示例介绍如何为 SCA 组件定制全局事务支持。

场景说明

示例模拟这样一个简单的银行转帐流程，包括取款 (withdraw balance) 和存款 (add balance) 两个阶段，这两个阶段的功能分别由两个 SCA 组件实现，如【图一】所示。AccountTransfer 组件由 BPEL 流程实现，组装取款与存款组件以完成转帐功能，如【图二】所示。我们将通过配置 SCA 事务支持，以保证存款与取款两组件的操作结果一致，即两者都提交或者两者都回滚。

应用实现

• 存款组件由 java 实现，当交易额大于 1000 时抛出 Exception。其主要代码为：

public String add(String account, Integer amount) throws Exception {
		//TODO Needs to be implemented.
		if(amount.intValue()>1000){
			throw new Exception("tranfer amount"+amount.intValue()+" 
			 is too large at a time");
		}
		return "OK";
	}

• 取款组件由 java 实现，并导出为 web service，为 AccountTransfer 流程所调用。取款组件从数据库中对应的帐号减去取款数额，其主要代码为：

public String withdraw(String account, Integer amount) throws 
 NamingException, SQLException {
		//TODO Needs to be implemented.
		Connection con = this.getConnection_DS();
		Statement st = con.createStatement();
		
String sql="update account set amount=amount-"+amount.intValue()+" 
 where accid='"+account+"'";
		st.executeUpdate(sql);
		
		st.close();
		con.close();
		
		return "SUCC";
	}
	
	private Connection getConnection() throws NamingException, SQLException {

		Connection con = null;
		DataSource ds = null;
	
		ds = (DataSource) new InitialContext().lookup("jdbc/account");
		
		con = ds.getConnection();
		
		return con;
	}

SCA 事务配置

本部分介绍如何对 SCA 进行全局事务配置。我们的应用包括三个 SCA 组件：转帐组件，由 BPEL 实现；取款组件和存款组件均由 Java 实现。我们将根据前面介绍的概念为组件配置事务 QoS 属性。显然，要让三个组件参与到全局事务中，组件实现的 Transaction 属性应该设为”Global”, 组件接口的”Join Transaction”属性应该设为”True”。

1. 在 WID 中导入项目交换文件 accounttransfer.zip , 切换至 Business Integration 视图，如【图三】所示。

1. 在 Assembly Diagram 中打开 AccountTransferModule，选择”addBalanceComp”组件，在”Properties”页中依次选择”Details”=>”Interfaces”=>”addBalance”=>”Qualifiers”, 为其添加”Join transaction” QoS 属性，其值设为”true”，如【图四】所示。

选择”Implementation”=>”Qualifiers”, 为其添加”Transaction” QoS 属性 , 其值设为”Global”，如【图五】所示。

3. 按照与步骤 2）同样的方式，为”withdrawBalanceWSImport”导入添加”Join Transaction”QoS 属性，其值设为”true”; 在 Assembly Diagram 中打开 DelBalanceModule, 为”withdrawComp”组件在 Interface 上添加”Join transaction” QoS 属性，其值设为”true”，在 implementation 上添加”Transaction” QoS 属性 , 其值设为”Global”。

4. 对于实现为 BPEL 的组件，我们可以看到全局事务属性默认已经被选上

5. 保存设置，重新 build 项目。

WS-AT 事务配置

本部分介绍如何在 WID 中为应用配置 WS-AT 全局事务支持，关于 WS-AT 更详细的介绍，请参考【文献 1】。

在 WID 中切换至”J2EE”视图，在”Project Explorer”中选择“Dynamic Web Projects” => ”AccountTransferModuleWeb”, 双击”Deployment Descriptor”, 在”Servlets” Tab 中选中” AccountTransferServiceExport1_AccountTransferServiceHttpPort”，在”Global Transaction”栏中选上”Send Web Service Atomic Transaction on requests”, 如【图六】所示。这表明 AccountTransfer 应用将在调用 Web Service 的请求中发送 WS-At Context。

创建数据源

1. 在 DB2 中创建数据库 account。在 account 数据库中按照如下 SQL 创建 account 表：

CREATE TABLE "ADMINISTRATOR"."ACCOUNT" (
		 "ACCID" VARCHAR(10) NOT NULL , 
		 "AMOUNT" INTEGER NOT NULL ); 
ALTER TABLE "ADMINISTRATOR"."ACCOUNT" 
	ADD CONSTRAINT "PK_ACCID" PRIMARY KEY
		("ACCID");

2. 向 account 表中添加测试用数据：

Insert into account values (‘acc001’，10000);
Insert into account values (‘acc002’，10000);

3. 在 WPS 管理控制台上为 account 数据库创建 jdbc 数据源，其 JNDI 为”jdbc/account”, 在这里我们使用”DB2 Universal JDBC Driver Provider(XA)”类型数据源。

部署与测试

1. 将 AccountTransferModule 和 DelAccountModule 导出为 EAR，部署到 WPS 上。

2. 在 WID 中用 Web Service Explorer 测试 AccountTransfer 服务如下：

测试一：从账号 acc001 转帐 500，服务返回成功。输入与结果如【图七】所示：

测试二：从帐号 acc002 转帐 2000，服务返回异常，在数据库中打开 account 表，可以发现账户余额没有发生变化。这是因为交易额大于 1000，存款组件抛出异常，处于 WS-AT 全局事务的取款组件所作操作被回滚。服务返回消息为：

<soapenv:Body>
<soapenv:Fault>
<faultcode>soapenv:Server.generalException</faultcode> 
<faultstring>
<![CDATA[ 
javax.transaction.TransactionRolledbackException: ; nested exception is: 
	com.ibm.websphere.csi.CSITransactionRolledbackException: Transaction marked 
rollbackonly
 ]]> 
 </faultstring>
</soapenv:Fault>
</soapenv:Body>

注意事项

• 参与 WS-AT 全局事务的数据源必须支持两阶段提交协议，例如支持 XAResource 接口的数据源。
• 参与全局事务的组件，其事务的提交由全局事务管理器来决定，不能在组件中使用 Connection.commit 方法，这样将导致运行时错误。
• WS-AT 适用于 short duration 的流程。由于两阶段提交协议通过对资源加事务锁来实现，不适合 long running 的流程，而通常采用 compensation 的方式
• 对于应用了全局安全的 WPS，您需要进行额外的配置以支持 WS-AT, 请参考【文献 2】中对于 WS-AT 部分的说明

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总结

本文介绍了 SCA 中的事务相关概念，通过本文的例子可以看到，SCA 提供了一个与实现无关的开发架构，不论其实现为 BPEL 还是 POJO，我们都可以方便的通过其事务 QoS 属性，声明式地配置组件的事务行为。

参考资料

• 使用 WAS 6 和 RAD 6 开发 WS-AT 事务：在这篇文章中我们将讲述WS-AT规范，WAS6.0对WS-AT事务的支持，并用RAD6.0(Rational Application Developer 6.0) 开发一个具体的WS-AT事务例子来加以说明。
  
  
• Web Service Case Study: 事务性Web服务：在这篇文章中，我将围绕一个事务性应用展开讨论，探讨在Web服务环境中实现原先在数据库层次或者对象层次中实现的事务特性。
  
  
• 异步操作和 Web 服务，第 1 部分: 异步事务入门：在本文中，Holt Adams 说明了为什么任何 Web 服务设计师都需要理解异步操作是如何运行的。本文将帮助您开始使自己的服务适应异步环境。
  
  
• Web 服务事务处理协议的比较：本文将尽可能给这两种协议一个客观的比较，并且展示它们都在如何尽力解决用 Web 服务进行事务处理时会存在的问题。在文章的结尾，我将明确地说明 BTP 和 WS-Tx 之间的区别是什么及为什么有这些区别，当然我同时也会提到它们也确实有一些共同的地方。
  
  
• 安全、可靠、事务化 Web 服务：本文扼要地概述了一组 Web 服务规范，这些规范解决了安全性、可靠性和事务性方面的问题。本文提供了指向实际文档的链接，您可以通过阅读实际文档来更详细地了解这些规范。
  
  
• 漫游 Web 服务原子事务操作：本文研究了通用和传统形式的事务如何保持数据完整性，以及如何将传统事务描述应用于新 Web 服务原子事务（WS-AT）的操作和相关的 Web 服务协调（WS-C）规范的方法。
  
  
• WPS 信息中心：在这里您可以找到了 WPS 相关的所有信息和资料。
  
  
• IBM developerWorks SOA and Web services 专区 提供了大量的文章，以及关于如何开发 Web 服务应用程序的初级、中级和高级教程。
  
  
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  • Sandy Carter 的 Service Oriented Architecture -- Off the Record
  • Ali Arsanjani 的 Best Practices in Service-Oriented Architecture
  • Bobby Woolf 的 WebSphere SOA and J2EE in Practice
  • Eoin Lane 博士的 Building SOA applications with patterns
  • Kerrie Holley 的 Client Insights, Concerns and Perspectives on SOA
  • Simon Johnston 的 Service-Oriented Architecture and Business-Level Tooling
  • Sanjay Bose 的 SOA, ESB and Beyond
  
  

关于作者

		周志远，工作在 IBM 中国软件开发实验室 - 中国新技术中心（China Emerging Technology Institute），从事 Incubator 及 SOA 相关项目的工作。他的邮件是zzyuan@cn.ibm.com。

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