Реализация неявной транзакции с использованием области транзакции

Статья
04/11/2023

Класс TransactionScope предоставляет простой способ пометки блока кода как участвующего в транзакции без необходимости взаимодействия с самой транзакцией. Область транзакции может автоматически выбирать внешнюю транзакцию и управлять ей. В целях обеспечения простоты использования и эффективности при разработке транзакционного приложения рекомендуется использовать класс TransactionScope.

Кроме того, явно зачислять ресурсы в транзакцию не требуется. Любой диспетчер ресурсов System.Transactions (например SQL Server 2005) может обнаружить существование внешней транзакции, созданной областью, и автоматически зачислиться в эту транзакцию.

Создание области транзакции

Ниже представлен простой пример использования класса TransactionScope.

// This function takes arguments for 2 connection strings and commands to create a transaction
// involving two SQL Servers. It returns a value > 0 if the transaction is committed, 0 if the
// transaction is rolled back. To test this code, you can connect to two different databases
// on the same server by altering the connection string, or to another 3rd party RDBMS by
// altering the code in the connection2 code block.
static public int CreateTransactionScope(
    string connectString1, string connectString2,
    string commandText1, string commandText2)
{
    // Initialize the return value to zero and create a StringWriter to display results.
    int returnValue = 0;
    System.IO.StringWriter writer = new System.IO.StringWriter();

    try
    {
        // Create the TransactionScope to execute the commands, guaranteeing
        // that both commands can commit or roll back as a single unit of work.
        using (TransactionScope scope = new TransactionScope())
        {
            using (SqlConnection connection1 = new SqlConnection(connectString1))
            {
                // Opening the connection automatically enlists it in the
                // TransactionScope as a lightweight transaction.
                connection1.Open();

                // Create the SqlCommand object and execute the first command.
                SqlCommand command1 = new SqlCommand(commandText1, connection1);
                returnValue = command1.ExecuteNonQuery();
                writer.WriteLine("Rows to be affected by command1: {0}", returnValue);

                // If you get here, this means that command1 succeeded. By nesting
                // the using block for connection2 inside that of connection1, you
                // conserve server and network resources as connection2 is opened
                // only when there is a chance that the transaction can commit.
                using (SqlConnection connection2 = new SqlConnection(connectString2))
                {
                    // The transaction is escalated to a full distributed
                    // transaction when connection2 is opened.
                    connection2.Open();

                    // Execute the second command in the second database.
                    returnValue = 0;
                    SqlCommand command2 = new SqlCommand(commandText2, connection2);
                    returnValue = command2.ExecuteNonQuery();
                    writer.WriteLine("Rows to be affected by command2: {0}", returnValue);
                }
            }

            // The Complete method commits the transaction. If an exception has been thrown,
            // Complete is not  called and the transaction is rolled back.
            scope.Complete();
        }
    }
    catch (TransactionAbortedException ex)
    {
        writer.WriteLine("TransactionAbortedException Message: {0}", ex.Message);
    }

    // Display messages.
    Console.WriteLine(writer.ToString());

    return returnValue;
}

'  This function takes arguments for 2 connection strings and commands to create a transaction 
'  involving two SQL Servers. It returns a value > 0 if the transaction is committed, 0 if the 
'  transaction is rolled back. To test this code, you can connect to two different databases 
'  on the same server by altering the connection string, or to another 3rd party RDBMS  
'  by altering the code in the connection2 code block.
Public Function CreateTransactionScope( _
  ByVal connectString1 As String, ByVal connectString2 As String, _
  ByVal commandText1 As String, ByVal commandText2 As String) As Integer

    ' Initialize the return value to zero and create a StringWriter to display results.
    Dim returnValue As Integer = 0
    Dim writer As System.IO.StringWriter = New System.IO.StringWriter

    Try
        ' Create the TransactionScope to execute the commands, guaranteeing
        '  that both commands can commit or roll back as a single unit of work.
        Using scope As New TransactionScope()
            Using connection1 As New SqlConnection(connectString1)
                ' Opening the connection automatically enlists it in the 
                ' TransactionScope as a lightweight transaction.
                connection1.Open()

                ' Create the SqlCommand object and execute the first command.
                Dim command1 As SqlCommand = New SqlCommand(commandText1, connection1)
                returnValue = command1.ExecuteNonQuery()
                writer.WriteLine("Rows to be affected by command1: {0}", returnValue)

                ' If you get here, this means that command1 succeeded. By nesting
                ' the using block for connection2 inside that of connection1, you
                ' conserve server and network resources as connection2 is opened
                ' only when there is a chance that the transaction can commit.   
                Using connection2 As New SqlConnection(connectString2)
                    ' The transaction is escalated to a full distributed
                    ' transaction when connection2 is opened.
                    connection2.Open()

                    ' Execute the second command in the second database.
                    returnValue = 0
                    Dim command2 As SqlCommand = New SqlCommand(commandText2, connection2)
                    returnValue = command2.ExecuteNonQuery()
                    writer.WriteLine("Rows to be affected by command2: {0}", returnValue)
                End Using
            End Using

            ' The Complete method commits the transaction. If an exception has been thrown,
            ' Complete is called and the transaction is rolled back.
            scope.Complete()
        End Using
    Catch ex As TransactionAbortedException
        writer.WriteLine("TransactionAbortedException Message: {0}", ex.Message)
    End Try

    ' Display messages.
    Console.WriteLine(writer.ToString())

    Return returnValue
End Function

Транзакция область запускается после создания нового TransactionScope объекта. Как показано в примере кода, рекомендуется создать область с помощью инструкцииusing. Оператор using доступен как в C#, так и в Visual Basic, и работает как tryблок ...finally для обеспечения правильного удаления область.

При создании экземпляра TransactionScope диспетчер транзакций определяет, в какой транзакции следует участвовать. После определения область всегда участвует в этой транзакции. Решение принимается на основе двух факторов: значения параметра TransactionScopeOption в конструкторе и наличия внешней транзакции. Внешняя транзакция - это транзакция, в рамках которой выполняется ваш код. Ссылку на внешнюю транзакцию можно получить, вызвав статическое свойство Transaction.Current класса Transaction. Дополнительные сведения об использовании этого параметра см. в разделе "Управление потоком транзакций с помощью TransactionScopeOption " этой статьи.

Завершение области транзакции

Когда приложение завершает все операции, подлежащие выполнению в транзакции, следует вызвать метод TransactionScope.Complete только один раз, чтобы информировать диспетчер транзакций о возможности фиксации данной транзакции. Очень рекомендуется поставить вызов Complete в качестве последней инструкции в блоке using .

Не удалось вызвать этот метод прервать транзакцию, так как диспетчер транзакций интерпретирует это как системный сбой или эквивалентно исключению, возникающему в область транзакции. Однако вызов этого метода не гарантирует, что транзакция будет зафиксирована. Это просто способ информирования диспетчера транзакций о состоянии. После вызова метода Complete доступ к внешней транзакции с помощью свойства Current невозможен. При попытке такого доступа возникает исключение.

TransactionScope Если объект изначально создал транзакцию, фактическая работа фиксации транзакции диспетчером транзакций происходит после последней строки кода в блокеusing. Если транзакция создана не этим объектом, фиксация происходит при каждом вызове метода Commit владельцем объекта CommittableTransaction. На этом этапе диспетчер транзакций вызывает диспетчеры ресурсов и сообщает им о фиксации или откате в зависимости от того, был ли Complete метод вызван объектом TransactionScope .

Оператор using гарантирует, что Dispose метод TransactionScope объекта вызывается даже при возникновении исключения. Вызов метода Dispose отмечает конец области транзакции. Исключения, возникающие после вызова данного метода, могут не воздействовать на транзакцию. Данный метод также восстанавливает предыдущее состояние внешней транзакции.

Если область создает транзакцию и эта транзакция прерывается, возникает исключение TransactionAbortedException. Если диспетчер транзакций не может принять решение о фиксации, возникает исключение TransactionInDoubtException. В случае фиксации транзакции исключения не возникают.

Откат транзакции

Если требуется откатить транзакцию, не следует вызывать метод Complete в пределах области транзакции. Например, можно вызвать исключение в пределах области. При этом будет выполнен откат транзакции, в которой участвует область.

Управление потоком транзакций с помощью TransactionScopeOption

Область транзакции можно сделать вложенной, вызвав метод, использующий объект TransactionScope, из метода, использующего собственную область, как в случае метода RootMethod в следующем примере.

void RootMethod()
{
    using(TransactionScope scope = new TransactionScope())
    {
        /* Perform transactional work here */
        SomeMethod();
        scope.Complete();
    }
}

void SomeMethod()
{
    using(TransactionScope scope = new TransactionScope())
    {
        /* Perform transactional work here */
        scope.Complete();
    }
}

Самая верхняя область транзакции называется корневой областью.

Класс TransactionScope предоставляет несколько перегруженных конструкторов, принимающих перечисление TransactionScopeOption, которое определяет поведение области транзакции.

Предусмотрено три варианта поведения объекта TransactionScope:

присоединиться к внешней транзакции или создать новую транзакцию, если она не существует;
стать новой корневой областью, т. е. запустить новую транзакцию, представляющую собой новую внешнюю транзакцию внутри собственной области;
не принимать участие в транзакции, в результате внешняя транзакция отсутствует.

Если область создана со значением Required и внешняя транзакция существует, область присоединяется к этой транзакции. Если внешняя транзакция отсутствует, область создает новую транзакцию и становится корневой областью. Это значение по умолчанию. В случае использования значения Required поведение кода, находящегося внутри области, должно быть одинаковым в обоих случаях: область является корневой или область только присоединяется к транзакции.

Если область создана со значением RequiresNew, она является корневой областью. Область запускает новую транзакцию, которая становится новой внешней транзакцией внутри области.

Если область создана со значением Suppress, она не принимает участие в транзакции независимо от существования внешней транзакции. Экземпляр область с этим значением всегда имеет null значение в качестве внешней транзакции.

Сводка рассмотренных выше значений представлена в следующей таблице.

TransactionScopeOption	Внешняя транзакция	Транзакция, в которой участвует область
Обязательное поле	No	Новая транзакция (область станет корневой)
RequiresNew	No	Новая транзакция (область станет корневой)
Подавление	No	Транзакция отсутствует
Обязательное поле	Да	Внешняя транзакция
RequiresNew	Да	Новая транзакция (область станет корневой)
Подавление	Да	Транзакция отсутствует

После присоединения объекта TransactionScope к существующей внешней транзакции удаление объекта области может не привести к завершению транзакции, если только область не прервет транзакцию. Если внешняя транзакция была создана корневой областью, метод Commit вызывается для транзакции только после удаления корневой области. Если транзакция была создана вручную, она завершается в случае прерывания или в случае фиксации ее создателем.

В следующем примере показан объект TransactionScope, создающий три вложенных объекта области с разными значениями перечисления TransactionScopeOption.

using(TransactionScope scope1 = new TransactionScope())
//Default is Required
{
    using(TransactionScope scope2 = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Required))
    {
        //...
    }

    using(TransactionScope scope3 = new TransactionScope(TransactionScopeOption.RequiresNew))
    {
        //...  
    }
  
    using(TransactionScope scope4 = new TransactionScope(TransactionScopeOption.Suppress))
    {
        //...  
    }
}

В примере показан блок кода без внешней транзакции, создающий новую область (scope1) со значением Required. Область scope1 является корневой, поскольку она создает новую транзакцию (транзакцию A) и делает ее внешней транзакцией. Scope1 затем создает три дополнительных объекта, каждый из которых имеет другое TransactionScopeOption значение. Например, объект scope2 создается со значением Required; поскольку существует внешняя транзакция, этот объект присоединяется к первой транзакции, созданной объектом scope1. Обратите внимание, что scope3 является корневой областью новой транзакции, а scope4 не имеет внешней транзакции.

Несмотря на то что значение по умолчанию TransactionScopeOption является наиболее часто используемым значением перечисления Required, каждое из остальных значений имеет свое уникальное назначение.

Код, отличный от транзакций, внутри область транзакции

Suppress полезно, если вы хотите сохранить операции, выполняемые разделом кода, и не хотите прервать внешнюю транзакцию, если операции завершаются сбоем. (например, если требуется выполнить операции аудита или ведения журнала либо опубликовать события для подписчиков независимо от результата завершения внешней транзакции [фиксация или откат]). Это значение позволяет использовать раздел кода, не относящийся к транзакции, внутри области транзакции, как показано в следующем примере.

using(TransactionScope scope1 = new TransactionScope())
{
    try
    {
        //Start of non-transactional section
        using(TransactionScope scope2 = new
            TransactionScope(TransactionScopeOption.Suppress))  
        {  
            //Do non-transactional work here  
        }  
        //Restores ambient transaction here
   }
   catch {}  
   //Rest of scope1
}

Голосование во вложенной области

Хотя вложенный область может присоединиться к внешней транзакции корневой область, вызов Complete в вложенных область не влияет на корневую область. Транзакция будет зафиксирована только в том случае, если все область, от корневого область до последней вложенной область, проголосовать за фиксацию транзакции. Не вызывая Complete вложенную область, это повлияет на корневую область, так как внешняя транзакция немедленно прервана.

Задание времени ожидания для объекта TransactionScope

Некоторые перегруженные конструкторы объекта TransactionScope принимают значение типа TimeSpan, которое используется для контроля времени ожидания транзакции. Нулевое значение указывает на бесконечное время ожидания. Значение бесконечного времени ожидания в основном полезно использовать при отладке, когда требуется изолировать проблему в бизнес-логике путем пошагового выполнения кода, но не требуется, чтобы истекло время ожидания отлаживаемой транзакции, пока осуществляется поиск проблемы. При использовании значения бесконечного времени ожидания во всех остальных случаях будьте чрезвычайно осторожны, поскольку оно переопределяет механизмы защиты от взаимоблокировок транзакций.

Как правило, при задании времени ожидания для объекта TransactionScope значения, отличные от значения по умолчанию, используются в двух случаях. Первый случай относится к процессу разработки, когда требуется проверить, как приложение обрабатывает прерванные транзакции. Задав малое значение времени ожидания (например, равное одной миллисекунде), можно вызвать прерывание транзакции и проверить код обработки ошибки. Второй случай относится к проверке участия области в состязании за ресурсы, приводящем к взаимоблокировкам; эта проверка заключается в задании времени ожидания, которое меньше значения по умолчанию. В этом случае требуется как можно скорее прервать транзакцию без ожидания истечения времени ожидания по умолчанию.

Если область присоединяется к внешней транзакции и задает время ожидания, меньшее заданного для внешней транзакции, к объекту TransactionScope применяется новое (меньшее) значение времени ожидания; при этом область должна завершиться в указанное время, иначе транзакция будет прервана автоматически. Если значение времени ожидания вложенной области превышает значение времени ожидания внешней транзакции, первое не оказывает никакого воздействия.

Задание уровня изоляции для объекта TransactionScope

Некоторые перегруженные конструкторы объекта TransactionScope принимают структуру типа TransactionOptions, позволяющую задать уровень изоляции в дополнение к значению времени ожидания. По умолчанию транзакция выполняется со значением уровня изоляции Serializable. Значения, отличные от Serializable, обычно используются в случае систем, в которых преобладают операции чтения. Это требует глубокого понимания теории обработки транзакций и семантики транзакций, проблем параллелизма, а также последствий, влияющих на целостность системы.

Кроме того, не все диспетчеры ресурсов поддерживают все уровни изоляции; диспетчеры ресурсов могут решить участвовать в транзакции на более высоком уровне, чем настроенный.

Каждый уровень изоляции, кроме Serializable, сопряжен с проблемой нарушения целостности, возникающей в результате доступа других транзакций к тем же самым данным. Разница между различными уровнями изоляции заключается в порядке использования блокировок для чтения и блокировок для записи. Блокировка может действовать только во время доступа транзакции к данным в диспетчере ресурсов или пока транзакция не будет зафиксирована или прервана. Первый вариант обеспечивает более высокую производительность, второй - более высокую согласованность. Два вида блокировок и два вида операций (чтение/запись) образуют четыре базовых уровня изоляции. Дополнительные сведения см. в разделе IsolationLevel.

При использовании вложенных объектов TransactionScope все вложенные области следует настроить на использование строго одного уровня изоляции, если им необходимо присоединиться к внешней транзакции. Если при попытке присоединения вложенного объекта TransactionScope к внешней транзакции обнаруживается, что для него задан другой уровень изоляции, возникает исключение ArgumentException.

Взаимодействие с транзакциями COM+

Чтобы задать способ взаимодействия с транзакциями COM+ при создании нового экземпляра TransactionScope, можно использовать перечисление EnterpriseServicesInteropOption в одном из конструкторов. Дополнительные сведения об этом см. в разделе "Взаимодействие с корпоративными службами и транзакциями COM+".