Системы обработки транзакций

Приложения для обработки транзакций (или просто транзакционные приложения) относятся к классу критических для бизнеса или иной деятельности [14]. Сюда входят системы ввода заказов, резервирования авиабилетов и кассовые терминалы. Транзакционное приложение занимается обновлением информации в базе данных. Нагрузка на такое приложение обычно предсказуема, значительную долю в ней занимают запросы на обновление. Известны также требования в периоды пиковой нагрузки, поэтому можно оценить структуру множества запросов к базе. Некоторые транзакционные приложения должны работать постоянно, в других допустимы короткие перерывы.

Характеристики транзакций. Транзакция — это запрос клиента к серверу, состоящий из двух или более операций, которые образуют единую логическую функцию, причем она должна быть либо выполнена полностью, либо не выполнена вовсе. Транзакции порождаются клиентом и посылаются серверу для обработки. В классической конфигурации клиента и сервера обработка целиком возлагается на сервер. В распределенных приложениях сервер может делегировать одну или несколько операций другим серверам.

Рассмотрим, к примеру, электронный перевод денежных средств. Чтобы транзакция считалась завершенной, требуется успешно провести все операции. Если какую-то операцию осуществить не удается, транзакцию следует отменить. Это означает, что результаты выполнения отдельных составляющих операций необходимо аннулировать, чтобы система пришла в такое состояние, как будто данная транзакция и не начиналась.

У транзакций выделяются следующие свойства:

• — атомарность. Транзакция — это неделимая единица работы. Она либо выполняется полностью (фиксируется), либо не выполняется вовсе (откатывается);
• — непротиворечивость. После завершения транзакции система должна оказаться в непротиворечивом состоянии;
• — изолированность. На поведение транзакции не должны оказывать влияния другие транзакции;
• — долговечность, или устойчивость. Изменения сохраняются после завершения транзакции, даже если за ним последует сбой системы.

Мониторы обработки транзакций. Монитор обработки транзакций (ТР-монитор) координирует поток информации между различными клиентами, инициирующими запросы, и приложением обработки транзакций, которое отвечает на эти запросы. ТР-мониторы уже много лет существуют на больших ЭВМ. Наиболее широко известна программа CICS компании IBM, функционирующая с операционными системами и СУБД, которые поставляет IBM.

В гетерогенной клиент-серверной среде ТР-мониторы выполняют следующие действия:

• — посылают и принимают сообщения от клиентов и серверов;
• — управляют потоком транзакций и распределяют нагрузку между серверами; - поддерживают глобальные транзакции, которые относятся к нескольким распределенным базам данных, в частности гарантируют резервное копирование и восстановление глобальных транзакций;
• — реализуют интерфейс с менеджерами ресурсов, например с ОС и СУБД;
• — предоставляют средства для администрирования системы.

Современные ТР-мониторы, такие как Tuxedo или Enema, поддерживают трехуровневую архитектуру клиент-сервер:

• — функциональность клиента. Представление информации и взаимодействие с пользователем. Например, клиент может находиться на персональном компьютере;
• — функциональность сервера приложений, поддерживающего бизнес-логику. Клиент общается с сервером приложений посредством сообщений;
• — управление данными. В частности, реляционная база данных под управлением СУБД Oracle может быть распределена между несколькими узлами.

Изоляция клиента от сервера приложений позволяет раздельно проектировать и разрабатывать пользовательский интерфейс и бизнес-логику.