So erstellen Sie eine verteilte Transaktionsverarbeitung basierend auf Spring Boot

Verteilte Systeme sind zu einem gängigen Architekturmodell in Anwendungen auf Unternehmensebene geworden. Ein verteiltes System besteht aus mehreren Verarbeitungseinheiten (Knoten), die zusammenarbeiten, um komplexe Aufgaben zu erledigen. In einem verteilten System ist die Transaktionsverarbeitung eine wesentliche Komponente, da sie die Konsistenz der Ergebnisse aller zusammenarbeitenden Knoten gewährleistet. In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie eine verteilte Transaktionsverarbeitung basierend auf Spring Boot erstellen.

1. Was ist verteilte Transaktionsverarbeitung?

In einem Einzelknotensystem ist die Transaktionsverarbeitung normalerweise ein einfacher Prozess. Wenn eine Anwendung die Datenbank aktualisieren muss, sendet sie eine Aktualisierungsanforderung an die Datenbank. Bei erfolgreicher Aktualisierung ist die Transaktion abgeschlossen. Andernfalls wird die Transaktion auf den vorherigen Status zurückgesetzt und fehlgeschlagene Aktualisierungen werden nicht in der Datenbank gespeichert.

In einem verteilten System ist die Transaktionsverarbeitung jedoch kein einfacher Prozess mehr. An einer Transaktion können mehrere Knoten beteiligt sein, wobei jeder Knoten einen Teil der Transaktion ausführt. Dies erfordert die Sicherstellung der Konsistenz der Ergebnisse aller zusammenarbeitenden Knoten. Wenn beispielsweise eine Transaktion mehrere Datenbanken aktualisieren muss und eine der Datenbankaktualisierungen fehlschlägt, muss die gesamte Transaktion zurückgesetzt werden, um sicherzustellen, dass die Daten in allen Datenbanken in einem konsistenten Zustand sind.

2. Spring Boot und verteilte Transaktionsverarbeitung

Spring Boot ist ein leichtes Java-Framework zum Erstellen von Java-basierten Webanwendungen. Spring Boot bietet viele Tools und Bibliotheken, darunter Spring Cloud und Spring Data. Spring Cloud ist eine Bibliothek zum Erstellen und Bereitstellen verteilter Anwendungen, während Spring Data eine Bibliothek zum Betrieb über mehrere Datenbanken hinweg ist.

Spring Boot bietet mehrere Methoden zur Abwicklung verteilter Transaktionen. Eine davon ist die Verwendung der Java Transaction API (JTA). JTA ist eine Java-API zur Verwaltung verteilter Transaktionen. JTA definiert Transaktionsverarbeitungsschnittstellen und -protokolle, um sicherzustellen, dass alle Knoten bei der Ausführung von Transaktionen synchronisiert bleiben.

Spring Boot bietet auch eine andere Methode, nämlich die Verwendung asynchroner Nachrichten. Asynchrones Messaging ist eine Technologie zur Übermittlung von Nachrichten in verteilten Systemen. Anwendungen können asynchrone Nachrichten verwenden, um Transaktionen und andere Daten an andere Knoten zu senden. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass er die Systemkomplexität reduzieren und die Systemzuverlässigkeit und -leistung verbessern kann.

3. Verwenden Sie JTA zur Verarbeitung verteilter Transaktionen.

Die Verwendung von JTA zur Verarbeitung verteilter Transaktionen erfordert die folgenden Schritte:

1. Konfigurieren Sie den JTA-Transaktionsmanager. Spring Boot unterstützt mehrere JTA-Transaktionsmanager, darunter Atomikos, Bitronix und Narayana.
2. Erstellen Sie verteilte Transaktionen. Dies kann durch die Erstellung einer XA-Verbindung vor der Transaktion erfolgen. Eine XA-Verbindung ist eine Verbindung, die mit mehreren Datenbanken verknüpft werden kann.
3. Starten Sie verteilte Transaktionen. Dies kann durch Aufrufen der begin-Methode für die verteilte Transaktion erfolgen.
4. Transaktionsnachrichten senden. Dies kann durch Erstellen einer XA-Ressource im Nachrichtenkontext erfolgen. XA-Ressourcen sind Verbindungen zu Nachrichtenwarteschlangen.
5. Transaktionen ausführen. Dies kann durch die Ausführung einer Update-Anweisung auf allen Teilnehmern erfolgen.
6. Verteilte Transaktionen festschreiben oder rückgängig machen. Dies kann durch Aufrufen der Commit- oder Rollback-Methode für die verteilte Transaktion erfolgen.

Bei der Verwendung von JTA zur Abwicklung verteilter Transaktionen müssen Sie die folgenden Punkte beachten:

• Jeder Knoten muss denselben JTA-Transaktionsmanager verwenden.
• Erstellen und konfigurieren Sie XA-Verbindungen vor Transaktionen.
• Jeder Knoten muss vor dem Betrieb XA-Ressourcen zur Transaktion hinzufügen.
• Alle Teilnehmer müssen den gleichen Aktualisierungsvorgang durchführen.

4. Verwenden Sie asynchrone Nachrichten zur Verarbeitung verteilter Transaktionen.

Die Verwendung asynchroner Nachrichten zur Verarbeitung verteilter Transaktionen erfordert die folgenden Schritte:

1. Erstellen Sie ein asynchrones Nachrichtensystem. Spring Boot unterstützt mehrere Systeme, darunter Apache Kafka, RabbitMQ und ActiveMQ.
2. Erstellen Sie einen Nachrichtenproduzenten. Nachrichtenproduzenten senden Transaktionen und andere Daten an Nachrichtenwarteschlangen.
3. Erstellen Sie einen Nachrichtenkonsumenten. Nachrichtenkonsumenten empfangen Transaktionen und andere Daten aus Nachrichtenwarteschlangen.
4. Starten Sie verteilte Transaktionen. Dies kann durch Setzen eines Flags in der Nachricht erfolgen.
5. Transaktionsnachrichten senden. Dies kann durch Senden einer Nachricht an eine Nachrichtenwarteschlange erfolgen.
6. Transaktionen ausführen. Dies kann durch die Ausführung einer Update-Anweisung auf allen Teilnehmern erfolgen.
7. Verteilte Transaktionen festschreiben oder rückgängig machen. Dies kann durch Setzen eines Flags in der Nachricht erfolgen.

Sie müssen die folgenden Punkte beachten, wenn Sie asynchrone Nachrichten zur Abwicklung verteilter Transaktionen verwenden:

• Nachrichtenproduzenten und Nachrichtenkonsumenten müssen dasselbe asynchrone Nachrichtensystem verwenden.
• Alle Teilnehmer müssen Zugriff auf die Nachrichtenwarteschlange haben.
• Alle Teilnehmer müssen den gleichen Aktualisierungsvorgang durchführen.

5. Zusammenfassung

Spring Boot bietet eine Vielzahl von Methoden zur Abwicklung verteilter Transaktionen, einschließlich JTA und asynchronem Messaging. Die Verwendung von JTA erfordert die Konfiguration eines JTA-Transaktionsmanagers auf jedem Knoten sowie die Erstellung und Konfiguration von XA-Verbindungen vor Transaktionen. Wenn Sie asynchrones Messaging verwenden, müssen Sie ein asynchrones Messaging-System erstellen und Nachrichtenproduzenten und Nachrichtenkonsumenten erstellen. Schließlich müssen bei der Ausführung einer Transaktion alle Teilnehmer den gleichen Aktualisierungsvorgang durchführen. Durch den Einsatz dieser Technologien können hochzuverlässige verteilte Systeme aufgebaut werden, die den Anforderungen von Anwendungen auf Unternehmensebene gerecht werden.

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