MongoDB數(shù)據(jù)庫兩階段提交實(shí)現(xiàn)事務(wù)的方法詳解

本文實(shí)例講述了MongoDB數(shù)據(jù)庫兩階段提交實(shí)現(xiàn)事務(wù)的方法。分享給大家供大家參考，具體如下：

MongoDB數(shù)據(jù)庫中操作單個(gè)文檔總是原子性的，然而，涉及多個(gè)文檔的操作，通常被作為一個(gè)“事務(wù)”，而不是原子性的。因?yàn)槲臋n可以是相當(dāng)復(fù)雜并且包含多個(gè)嵌套文檔，單文檔的原子性對(duì)許多實(shí)際用例提供了支持。盡管單文檔操作是原子性的，在某些情況下，需要多文檔事務(wù)。在這些情況下，使用兩階段提交，提供這些類型的多文檔更新支持。因?yàn)槲臋n可以表示為Pending數(shù)據(jù)和狀態(tài)，可以使用一個(gè)兩階段提交確保數(shù)據(jù)是一致的，在一個(gè)錯(cuò)誤的情況下，事務(wù)前的狀態(tài)是可恢復(fù)的。

事務(wù)最常見的例子是以可靠的方式從A賬戶轉(zhuǎn)賬到B賬戶，在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，此操作將從A賬戶減掉金額和給B賬戶增加金額的操作封裝在單個(gè)原子事務(wù)中。在MongoDB中，可以使用兩階段提交達(dá)到相同的效果。本文中的所有示例使用mongo shell與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互,并假設(shè)有兩個(gè)集合：首先，一個(gè)名為accounts的集合存儲(chǔ)每個(gè)賬戶的文檔數(shù)據(jù)，另一個(gè)名為transactions的集合存儲(chǔ)事務(wù)本身。

首先創(chuàng)建兩個(gè)名為A和B的賬戶，使用下面的命令：

db.accounts.save({name: "A", balance: 1000, pendingTransactions: []})
db.accounts.save({name: "B", balance: 1000, pendingTransactions: []})

使用find()方法驗(yàn)證這兩個(gè)操作已經(jīng)成功：

db.accounts.find()

mongo會(huì)返回兩個(gè)類似下面的文檔：

{ "_id" : ObjectId("4d7bc66cb8a04f512696151f"), "name" : "A", "balance" : 1000, "pendingTransactions" : [ ] }
{ "_id" : ObjectId("4d7bc67bb8a04f5126961520"), "name" : "B", "balance" : 1000, "pendingTransactions" : [ ] }

事務(wù)過程：

設(shè)置事務(wù)初始狀態(tài)initial：

通過插入下面的文檔創(chuàng)建transaction集合，transaction文檔持有源(source)和目標(biāo)(destination)，它們引用自accounts集合文檔的字段名，以及value字段表示改變balance字段數(shù)量的數(shù)據(jù)。最后，state字段反映事務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)。

驗(yàn)證這個(gè)操作已經(jīng)成功，使用find()：

db.transactions.find()

這個(gè)操作會(huì)返回一個(gè)類似下面的文檔：

切換事務(wù)到Pending狀態(tài)：

在修改accounts集合記錄之前，將事務(wù)狀態(tài)從initial設(shè)置為pending。使用findOne()方法將transaction文檔賦值給shell會(huì)話中的局部變量t：

t = db.transactions.findOne({state: "initial"})

變量t創(chuàng)建后，shell將返回它的值，將會(huì)看到如下的輸出：

使用update()改變state的值為pending：

db.transactions.update({_id: t._id}, {$set: {state: "pending"}})
db.transactions.find()

find()操作將返回transaction集合的內(nèi)容，類似下面：

將事務(wù)應(yīng)用到兩個(gè)賬戶：

使用update()方法應(yīng)用事務(wù)到兩個(gè)賬戶。在update()查詢中，條件pendingTransactions:{$ne:t._id}阻止事務(wù)更新賬戶，如果賬戶的pendingTransaction字段包含事務(wù)t的_id：

db.accounts.update(
 { name: t.source, pendingTransactions: { $ne: t._id } },
 { $inc: { balance: -t.value }, $push: { pendingTransactions: t._id } }
)
db.accounts.update(
 { name: t.destination, pendingTransactions: { $ne: t._id } },
 { $inc: { balance: t.value }, $push: { pendingTransactions: t._id } }
)
db.accounts.find()

find()操作將返回accounts集合的內(nèi)容，現(xiàn)在應(yīng)該類似于下面的內(nèi)容：

{ "_id" : ObjectId("4d7bc97fb8a04f5126961523"), "balance" : 900, "name" : "A", "pendingTransactions" : [ ObjectId("4d7bc7a8b8a04f5126961522") ] }
{ "_id" : ObjectId("4d7bc984b8a04f5126961524"), "balance" : 1100, "name" : "B", "pendingTransactions" : [ ObjectId("4d7bc7a8b8a04f5126961522") ] }

設(shè)置事務(wù)狀態(tài)為committed：

使用下面的update()操作設(shè)置事務(wù)的狀態(tài)為committed：

db.transactions.update({_id: t._id}, {$set: {state: "committed"}})
db.transactions.find()

find()操作發(fā)回transactions集合的內(nèi)容，現(xiàn)在應(yīng)該類似下面的內(nèi)容：

移除pending事務(wù)：

使用下面的update()操作從accounts集合中移除pending事務(wù)：

db.accounts.update({name: t.source}, {$pull: {pendingTransactions: t._id}})
db.accounts.update({name: t.destination}, {$pull: {pendingTransactions: t._id}})
db.accounts.find()

find()操作返回accounts集合內(nèi)容，現(xiàn)在應(yīng)該類似下面內(nèi)容：

{ "_id" : ObjectId("4d7bc97fb8a04f5126961523"), "balance" : 900, "name" : "A", "pendingTransactions" : [ ] }
{ "_id" : ObjectId("4d7bc984b8a04f5126961524"), "balance" : 1100, "name" : "B", "pendingTransactions" : [ ] }

設(shè)置事務(wù)狀態(tài)為done：

通過設(shè)置transaction文檔的state為done完成事務(wù)：

db.transactions.update({_id: t._id}, {$set: {state: "done"}})
db.transactions.find()

find()操作返回transaction集合的內(nèi)容，此時(shí)應(yīng)該類似下面：

從失敗場景中恢復(fù)：

最重要的部分不是上面的典型例子，而是從各種失敗場景中恢復(fù)未完成的事務(wù)的可能性。這部分將概述可能的失敗，并提供方法從這些事件中恢復(fù)事務(wù)。這里有兩種類型的失敗：

1、所有發(fā)生在第一步（即設(shè)置事務(wù)的初始狀態(tài)initial）之后，但在第三步（即應(yīng)用事務(wù)到兩個(gè)賬戶）之前的失敗。為了還原事務(wù)，應(yīng)用應(yīng)該獲取一個(gè)pending狀態(tài)的transaction列表并且從第二步（即切換事務(wù)到pending狀態(tài)）中恢復(fù)。

2、所有發(fā)生在第三步之后（即應(yīng)用事務(wù)到兩個(gè)賬戶）但在第五步(即設(shè)置事務(wù)狀態(tài)為done)之前的失敗。為了還原事務(wù)，應(yīng)用需要獲取一個(gè)committed狀態(tài)的事務(wù)列表，并且從第四步（即移除pending事務(wù)）恢復(fù)。

因此應(yīng)用程序總是能夠恢復(fù)事務(wù)，最終達(dá)到一個(gè)一致的狀態(tài)。應(yīng)用程序開始捕獲到每個(gè)未完成的事務(wù)時(shí)運(yùn)行下面的恢復(fù)操作。你可能還希望定期運(yùn)行恢復(fù)操作，以確保數(shù)據(jù)處于一致狀態(tài)。達(dá)成一致狀態(tài)所需要的時(shí)間取決于應(yīng)用程序需要多長時(shí)間恢復(fù)每個(gè)事務(wù)。

回滾：

在某些情況下可能需要“回滾”或“撤消”事務(wù)，當(dāng)應(yīng)用程序需要“取消”該事務(wù)時(shí)，或者是因?yàn)樗肋h(yuǎn)需要恢復(fù)當(dāng)其中一個(gè)帳戶不存在的情況下，或停止現(xiàn)有的事務(wù)。這里有兩種可能的回滾操作：

1、應(yīng)用事務(wù)（即第三步）之后，你已經(jīng)完全提交事務(wù)，你不應(yīng)該回滾事務(wù)。相反，創(chuàng)建一個(gè)新的事務(wù)，切換源(源)和目標(biāo)(destination)的值。

2、創(chuàng)建事務(wù)（即第一步）之后，在應(yīng)用事務(wù)（即第三步）之前，使用下面的處理過程：

設(shè)置事務(wù)狀態(tài)為canceling：

首先設(shè)置事務(wù)狀態(tài)為canceling，使用下面的update()操作：

db.transactions.update({_id: t._id}, {$set: {state: "canceling"}})

撤銷事務(wù)：

使用下面的操作順序從兩個(gè)賬戶中撤銷事務(wù)：

db.accounts.update({name: t.source, pendingTransactions: t._id}, {$inc: {balance: t.value}, $pull: {pendingTransactions: t._id}})
db.accounts.update({name: t.destination, pendingTransactions: t._id}, {$inc: {balance: -t.value}, $pull: {pendingTransactions: t._id}})
db.accounts.find()

find()操作返回acounts集合的內(nèi)容，應(yīng)該類似下面：

{ "_id" : ObjectId("4d7bc97fb8a04f5126961523"), "balance" : 1000, "name" : "A", "pendingTransactions" : [ ] }
{ "_id" : ObjectId("4d7bc984b8a04f5126961524"), "balance" : 1000, "name" : "B", "pendingTransactions" : [ ] }

設(shè)置事務(wù)狀態(tài)為canceled：

最后，使用下面的update()狀態(tài)將事務(wù)狀態(tài)設(shè)置為canceled：

db.transactions.update({_id: t._id}, {$set: {state: "canceled"}})

參考資料：http://docs.mongodb.org/manual/tutorial/perform-two-phase-commits/

希望本文所述對(duì)大家MongoDB數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)有所幫助。