Raggruppamento di messaggi in una transazione

Articolo
04/10/2024

Le applicazioni in coda utilizzano le transazioni per garantire che i messaggi siano corretti e che vengano recapitati in modo affidabile. Tuttavia, le transazioni sono operazioni che richiedono un'elevata quantità di risorse e che pertanto possono comportare una notevole riduzione della velocità effettiva di recapito dei messaggi. Un modo per migliorare questa velocità è configurare un'applicazione affinché legga ed elabori più messaggi in un'unica transazione. Il compromesso è tra prestazioni e ripristino: il numero di messaggi raggruppati in un batch è infatti direttamente proporzionale alla quantità di operazioni di ripristino necessarie in caso di rollback delle transazioni. È importante notare la differenza tra raggruppare i messaggi in una transazione e raggruppare i messaggi in una sessione. Una sessione è un raggruppamento di messaggi correlati che vengono elaborati da un'unica applicazione e il cui commit viene eseguito in un'unica operazione. In genere le sessioni vengono utilizzate quando occorre elaborare nello stesso contesto un gruppo di messaggi correlati. Ad esempio, questo tipo di elaborazione viene utilizzato nei siti Web che consentono di fare acquisti in linea. Un batch consente invece di elaborare più messaggi non correlati fra loro usando una modalità che aumenta la velocità effettiva di recapito dei messaggi. Per altre informazioni sulle sessioni, vedere Raggruppamento di messaggi in coda in una sessione. Anche per i messaggi raggruppati in batch l'elaborazione viene eseguita da un'unica applicazione e il commit viene svolto in un'unica operazione. A differenza delle sessioni, tuttavia, fra i messaggi di un batch è possibile che non sussista alcuna correlazione. Il raggruppamento dei messaggi in una transazione è un'ottimizzazione che non influisce sulla modalità di esecuzione dell'applicazione.

Passaggio in modalità batch

Il comportamento dell'endpoint TransactedBatchingBehavior controlla la funzionalità di batch. L'aggiunta di questo comportamento dell'endpoint a un endpoint di servizio indica a WCF (Windows Communication Foundation) di inviare messaggi in batch in una transazione. Poiché non tutti i messaggi richiedono una transazione, solo i messaggi che la richiedono vengono raggruppati in un batch. Inoltre, solo i messaggi inviati da operazioni contrassegnate con le istruzioni TransactionScopeRequired = true e TransactionAutoComplete = true vengono considerati come raggruppabili in un batch. Se tutte le operazioni del contratto di servizio sono contrassegnate con le istruzioni TransactionScopeRequired = false e TransactionAutoComplete = false, il sistema non passa mai in modalità batch.

Esecuzione del commit di una transazione

Il commit di una transazione eseguita in batch viene eseguito nei casi seguenti:

MaxBatchSize. Si tratta di una proprietà del comportamento TransactedBatchingBehavior. Questa proprietà determina il numero massimo di messaggi raggruppati in un batch. Quando questo numero viene raggiunto, il sistema esegue il commit del batch. Questo valore non rappresenta un limite rigido: è infatti possibile eseguire il commit di un batch prima che venga raggiunto il numero specificato di messaggi.
Transaction Timeout. Dopo aver atteso per un periodo di tempo corrispondente all'80% del timeout della transazione, il sistema esegue il commit del batch e ne crea uno nuovo. Ciò significa che se resta il 20% o meno del tempo previsto per il completamento della transazione, il sistema esegue il commit del batch.
TransactionScopeRequired. Se durante l'elaborazione di un batch di messaggi viene rilevata la presenza dell'istruzione TransactionScopeRequired = false, esegue il commit del batch e quindi ne crea uno nuovo non appena riceve il primo messaggio contenente le istruzioni TransactionScopeRequired = true e TransactionAutoComplete = true.
Se nella coda non esistono più messaggi, il sistema esegue il commit del batch corrente. Ciò si verifica anche se non è stato raggiunto il limite MaxBatchSize e se non è trascorso l'80% del timeout della transazione.

Uscita dalla modalità batch

Se una transazione viene interrotta a causa di un messaggio appartenente a un batch, si verifica la sequenza di eventi seguente:

Viene eseguito il rollback dell'intero batch di messaggi.
I messaggi vengono letti uno alla volta fino al superamento di un limite pari al doppio della dimensione massima di batch.
Il sistema passa nuovamente in modalità batch.

Scelta della dimensione di batch

La dimensione di batch dipende dall'applicazione utilizzata. Il metodo empirico è il miglior modo per determinare la dimensione di batch ottimale per l'applicazione. La scelta della dimensione di batch deve essere eseguita in base al modello effettivo di distribuzione dell'applicazione utilizzata. Ad esempio, si supponga che il modello di distribuzione dell'applicazione preveda un server SLQ in un computer remoto e una transazione che coinvolge sia la coda sia il server SQL. In tal caso, per ottimizzare la scelta della dimensione di batch, è necessario eseguire l'applicazione attenendosi rigidamente alla configurazione appena descritta.

Esecuzione di più batch simultanei

Per aumentare la velocità effettiva è inoltre possibile eseguire più batch contemporaneamente. Per attivare questa funzionalità occorre impostare l'elemento ConcurrencyMode.Multiple dell'attributo ServiceBehaviorAttribute.

La limitazione del servizio è un comportamento di servizio usato per indicare il numero massimo di chiamate simultanee che un servizio può ricevere. Quando viene utilizzato con la funzionalità di batch, questo numero viene interpretato come numero massimo di batch eseguibili simultaneamente. Se non è impostata la limitazione del servizio, WCF imposta come valore predefinito il numero massimo di chiamate simultanee su 16. Pertanto, se viene aggiunto il comportamento dell'invio in batch per impostazione predefinita, può essere attivo un massimo di 16 batch contemporaneamente. Le impostazioni della limitazione di servizio e della funzionalità di batch devono essere scelte in base alla capacità del sistema. Si consideri ad esempio il caso di una coda da 100 messaggi per cui si desidera un batch da 20 messaggi. In tal caso, un limite massimo di chiamate simultanee pari a 16 risulta essere poco conveniente. Infatti, a seconda della velocità effettiva, è possibile che siano attive 16 transazioni. Ovvero, è quasi come non aver attivato la funzionalità di batch. Pertanto, quando si ottimizzano le prestazioni, è consigliabile evitare batch simultanei oppure utilizzarli impostando correttamente le dimensioni della limitazione di servizio.

Impostazione della dimensione di batch in caso di endpoint multipli

Un endpoint è costituito da un indirizzo e un contratto. È possibile che più endpoint condividano la stessa associazione. In particolare, è possibile che due endpoint condividano la stessa associazione e lo stesso URI (Uniform Resource Identifier) di attesa, ovvero lo stesso indirizzo di coda. Se due endpoint leggono dalla stessa coda ed entrambi presentano il comportamento di batch transazionale, è possibile che si verifichi un conflitto fra le dimensioni di batch specificate. Per risolvere questo problema è possibile implementare la funzionalità di batch utilizzando la dimensione di batch minore fra quelle specificate nei comportanti di batch transazionale. In questo scenario, se uno degli endpoint non specifica la funzionalità di batch transazionale, nessuno dei due endpoint implementa la funzionalità di batch.

Esempio

Nell'esempio seguente viene illustrato come specificare il comportamento TransactedBatchingBehavior in un file di configurazione.

<behaviors>
  <endpointBehaviors>
    <behavior name="TransactedBatchingBehavior"
              maxBatchSize="100" />
  </endpointBehaviors>
</behaviors>

Nell'esempio seguente viene illustrato come specificare il comportamento TransactedBatchingBehavior in codice.

using (ServiceHost serviceHost = new ServiceHost(typeof(OrderProcessorService)))
{
     ServiceEndpoint sep = ServiceHost.AddServiceEndpoint(typeof(IOrderProcessor), new NetMsmqBinding(), "net.msmq://localhost/private/ServiceModelSamplesTransacted");
     sep.Behaviors.Add(new TransactedBatchingBehavior(100));

     // Open the ServiceHost to create listeners and start listening for messages.
    serviceHost.Open();
  
    // The service can now be accessed.
    Console.WriteLine("The service is ready.");
    Console.WriteLine("Press <ENTER> to terminate service.");
    Console.WriteLine();
    Console.ReadLine();
  
    // Close the ServiceHostB to shut down the service.
    serviceHost.Close();
}

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