リソースマネージャーの実装

[アーティクル]
05/10/2023

トランザクションで使用される各リソースはリソースマネージャーによって管理され、その動作はトランザクションマネージャーによって調整されます。リソースマネージャーは、トランザクションマネージャーと連携してアプリケーションに原子性と分離を保証します。 Microsoft SQL Server、永続的なメッセージキュー、メモリ内ハッシュテーブルはすべて、リソースマネージャーの例です。

リソースマネージャーは、永続性データまたは揮発性データを管理します。リソースマネージャーの永続性または揮発性とは、リソースマネージャーがエラーの回復をサポートするかどうかを意味します。リソースマネージャーがエラーの回復をサポートする場合、フェーズ 1 (準備) 中にデータが永続ストレージに保存されます。したがって、リソースマネージャーがダウンした場合でも、回復時にトランザクションへの再参加を行い、トランザクションマネージャーから受信した通知に基づいて適切な動作を実行できます。一般に、揮発性リソースマネージャーは、メモリ内のデータ構造 (たとえば、メモリ内のトランザクションハッシュテーブル) などの揮発性リソースを管理し、永続的リソースマネージャーは、より永続的なバッキングストアを持つリソース (たとえば、バッキングストアがディスクであるデータベース) を管理します。

リソースをトランザクションに参加させるには、リソースをトランザクションに登録する必要があります。 Transaction クラスは、この機能を提供する一連のメソッドを定義しています。これらのメソッドの名前は Enlist で始まります。さまざまな Enlist メソッドは、リソースマネージャーが持つ各種の参加リストにそれぞれ対応しています。具体的には、揮発性リソースには EnlistVolatile メソッド、永続性リソースには EnlistDurable メソッドを使用します。簡単に説明すると、リソースが永続性をサポートするかどうかに応じて、EnlistDurable メソッドまたは EnlistVolatile メソッドのどちらを使用するかを決定した後、リソースマネージャーに IEnlistmentNotification インターフェイスを実装して、2 フェーズコミット (2PC) に参加するようにリソースを登録する必要があります。 2PC の詳細については、「単一フェーズおよび複数フェーズでのトランザクションのコミット」を参照してください。

参加により、リソースマネージャーは、トランザクションがコミットまたは中止したときに、トランザクションマネージャーからのコールバックを取得することを保証します。各参加リストについて、IEnlistmentNotification のインスタンスが 1 つ存在します。通常、トランザクションごとに 1 つの参加リストが存在しますが、リソースマネージャーは、同じトランザクションへの複数回の参加を選択できます。

参加後、リソースマネージャーはトランザクションの要求に応答します。永続的リソースマネージャーは、管理するリソースに対するトランザクションの処理を元に戻したり、やり直したりするための十分な情報を格納しています。このためには、さまざまな方法があります。データのバージョン保持と変更ログの保持という 2 つの手法が一般的に使用されます。

アプリケーションがトランザクションをコミットすると、トランザクションマネージャーが 2 フェーズコミットプロトコルを開始します。トランザクションマネージャーはまず、参加している各リソースマネージャーに、トランザクションをコミットする準備が整っているかどうかを確認します。リソースマネージャーは、コミットの準備、つまりトランザクションをコミットまたは中止できる状態を整える必要があります。

準備フェーズ中に、永続的リソースマネージャーは安定したストレージに新旧のデータを記録します。したがって、システム障害が発生してもリソースマネージャーはデータを回復できます。リソースマネージャーは準備が整うと、トランザクションをコミットまたは中止するかどうかの決定をトランザクションマネージャーに通知します。いずれかのリソースマネージャーが準備の失敗を報告すると、トランザクションマネージャーは各リソースマネージャーにロールバックコマンドを送信し、アプリケーションにコミットの失敗を通知します。

準備が整うと、リソースマネージャーは、フェーズ 2 でトランザクションマネージャーからコミットまたは中止のコールバックを取得するまで待機する必要があります。通常、準備とコミットプロトコルの全体は瞬時に完了します。システムまたは通信に障害が発生した場合、コミットまたは中止の通知が数分または数時間経っても到着しないことがあります。この間、リソースマネージャーはトランザクションの結果について判断できず、トランザクションがコミットまたは中止されたかどうかを認識できません。トランザクションについて判断できない間、リソースマネージャーはトランザクションをロックし続けてデータの変更を維持し、これらの変更部分を他のトランザクションから分離した状態にします。

リソースマネージャーが失敗すると、そのすべての参加トランザクションは、失敗前に準備またはコミットされたものを除いて中止されます。永続的リソースマネージャーは再起動時に、準備フェーズで書き込まれた準備情報を取得することにより、管理するリソースのコミット状態を再構築し、それに応じてトランザクションをコミットまたは中止します。

要約すると、2 フェーズコミットプロトコルとリソースマネージャーの組み合わせにより、トランザクションの原子性と永続性が実現されます。

Transaction クラスは、PSPE (Promotable Single Phase Enlistment) を参加させるための EnlistPromotableSinglePhase メソッドも提供しています。これにより、永続的リソースマネージャー (RM) は、MSDTC による管理のために後で必要に応じてエスカレートできるトランザクションをホストおよび "所有" できます。詳細については、「単一フェーズコミットおよび昇格可能単一フェーズ通知を使用した最適化」を参照してください。