JanusGraph中的事务

翻译整理：纪玉奇

几乎所有与JanusGraph的交互都是通过Transaction，JansuGraph的Transaction支持并发。使用Transaction时，不需要显式进行生命，graph.V()即会开启一个事务，graph.commit()则会提交一个事务。用户也可以使用graph.newTransaction()获取对事务的控制权。

另外，事务不一定是ACID，而是依赖于后端支持情况，如果是BerkleyDB则可以，但不被Cassandra和HBase支持。

Transaction Handling

对JanusGraph的每个操作都是在事务执行，无需显式声明，由第一次操作开启。

graph = JanusGraphFactory.open("berkeleyje:/tmp/janusgraph")
juno = graph.addVertex() //Automatically opens a new transaction
juno.property("name", "juno")
graph.tx().commit() //Commits transaction

graph = JanusGraphFactory.open("berkeleyje:/tmp/janusgraph")

juno = graph.addVertex() //Automatically opens a new transaction

juno.property("name", "juno")

graph.tx().commit() //Commits transaction

事务在commit()或数据库shutdown()时才结束。

Transaction Scope

vertices, edges和type都在transaction scope的范围中，在Tinpop的默认语法，transaction是自动创建的，一旦提交和关闭，元素则不可用。

对于vertex来说，JanusGraph将会自动创建一个vertices并交由一个新的transaction scope，用户就无需显式声明了。

graph = JanusGraphFactory.open("berkeleyje:/tmp/janusgraph")
juno = graph.addVertex() //Automatically opens a new transaction
graph.tx().commit() //Ends transaction
juno.property("name", "juno") //Vertex is automatically transitioned

graph = JanusGraphFactory.open("berkeleyje:/tmp/janusgraph")

juno = graph.addVertex() //Automatically opens a new transaction

graph.tx().commit() //Ends transaction

juno.property("name", "juno") //Vertex is automatically transitioned

对于Edge，不会自动创建新的transaction，而且无法在初始transaction之外访问，需要显式创建：

Transaction Failures

当提交事务时，由于各种原因，往往不会成功，如因为网络问题，IO问题等。实际上，对于大型系统，事务将会最终失败。

try {

    if (g.V().has("name", name).iterator().hasNext())

        throw new IllegalArgumentException("Username already taken: " + name)

    user = graph.addVertex()

    user.property("name", name)

    graph.tx().commit()

} catch (Exception e) {

    //Recover, retry,     or return error message

    println(e.getMessage())

}

如果事务执行失败，将会抛出JanusGraphException，失败原因有很多种，可以分为如下两类：

Potentially temporary failures

由于IO，网络原因导致的失败，重试可能成功，且由JanusGraph自动重试，在配置其重试次数。

Permanent failures

产生于完全的网络断开或锁。

Multi-Threaded Transactions

JanusGraph通过tinkerpop的transactions支持multi-threaded transaction，通过多线程可以充分利用多核CPU。要开启多线程事务，需要使用createThreadedTx()方法。

threadedGraph = graph.tx().createThreadedTx();

threads = new Thread[10];

for (int i=0; i<threads.length; i++) {

    threads[i]=new Thread({

        println("Do something with 'threadedGraph''");

    });

    threads[i].start();

}

for (int i=0; i<threads.length; i++) threads[i].join();

threadedGraph.tx().commit();

Concurrent Algorithms

当实现并发图算法时经常使用createThreadedTx()方法。

Nested Transactions 嵌套事务

当在一个事务中逻辑较长时，占有锁的时间也较长，很有可能发生竞争。如下面的情况：

v1 = graph.addVertex()

//Do many other things

v2 = graph.addVertex()

v2.property("uniqueName", "foo")

v1.addEdge("related", v2)

//Do many other things

graph.tx().commit() // This long-running tx might fail due to contention on its uniqueName lock

针对此种情况，可以采用在一个短的，嵌套的、线程无关的事务中创建一个顶点，如下示：

v1 = graph.addVertex()

//Do many other things

tx = graph.tx().createThreadedTx()

v2 = tx.addVertex()

v2.property("uniqueName", "foo")

tx.commit() // Any lock contention will be detected here

v1.addEdge("related", g.V(v2).next()) // Need to load v2 into outer transaction

//Do many other things

graph.tx().commit() // Can't fail due to uniqueName write lock contention involving v2

Common Transaction Handling Problems

事务不用手动启动，需要手动启动的只有multi-threaded transaction。

事务是由Tinkerpop的语句自动启动的，但是需要显式的关闭，这种操作很有必要，因为只有使用者知道事务的范围。完成一个事务需要执行g.commit()或g.rollback()，事务将试图从一开始就维护状态，而这很可能导致问题。

v = g.V(4).next() // Retrieve vertex, first action automatically starts transaction

g.V(v).bothE()

>> returns nothing, v has no edges

//thread is idle for a few seconds, another thread adds edges to v

g.V(v).bothE()

>> still returns nothing because the transactional state from the beginning is maintained

从上面的代码中可以看出，由于事务没有结束，对象的状态得意维持，另外线程的更改没有体现出来。这个问题通常出现在客户端-服务器模式部署的场景下，为了解决此问题，用户需要在执行完毕后手工调用commit()方法。

v = g.V(4).next() // Retrieve vertex, first action automatically starts transaction

g.V(v).bothE()

graph.tx().commit()

//thread is idle for a few seconds, another thread adds edges to v

g.V(v).bothE()

>> returns the newly added edge

graph.tx().commit()

在使用multi-threaded事务时，在事务范围内创建的所有的vertices和edges在事务外均不可见，在事务结束后访问这些元素将会导致错误。根据上面展示的，这些element需要在新事务中显示刷新，使用：

g.V(existingVertex)或者g.E(existingEdge)

Transaction Configruation

JanusGraph.buildTransaction()方法给了用户设置和启动multi-threaded transaction的能力，也可以通过JanusGraph.newTransaction()进行设置。

readOnly()
enableBatchLoading()
setTimestamp()
setVertexCacheSize(long)
checkExternalVertexExistence(boolean)
checkInternalVertexExistence(boolean)
consistencyChecks(boolean)

巴特西