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事务中的批量操作

Overview

在本指南中，您可以学习如何使用 MongoDB .NET/C# 驱动程序来执行事务。事务允许您运行一系列操作，这些操作在提交事务之前不会更改任何数据。如果事务中的任何操作返回错误，驱动程序就会取消事务，并在所有数据更改变得可见之前予以丢弃。

MongoDB 保证事务操作中涉及的数据保持一致，即使操作遇到意外错误。

会话

在MongoDB中，事务在逻辑会话中运行。会话是您打算按顺序运行的一组相关读取或写入操作。会话启用一群组操作的因果一致性，或者允许您在ACID transaction中执行操作。

使用 .NET/C# 驱动程序时，可以从 MongoClient 实例创建一个新会话，并将其类型定义为 IClientSession。我们建议您将客户端重复用于多个会话和事务，而不是每次都实例化新客户端。

以下示例展示了如何通过调用 StartSession() 方法来创建会话：

var client = new MongoClient("mongodb://localhost:27017");
var session = client.StartSession();

警告

仅应将 IClientSession 与创建它的 MongoClient（或关联的 MongoDatabase 或 MongoCollection）一起使用。将 IClientSession 与其他 MongoClient 一起使用会导致操作错误。

ClientSessionOptions

您可以通过将 ClientSessionOptions 类的实例传递给 StartSession() 方法来自定义会话行为。下表描述了可以在 ClientSessionOptions对象上设立的属性：

属性	说明
`CausalConsistency`	指定会话是否具有因果一致性。在具有因果一致性的会话中，驱动程序会按照发出的顺序执行操作。要了解更多信息，请参阅因果一致性。数据类型：`boolean` 默认：`true`
`DefaultTransactionOptions`	指定会话的默认事务选项。这包括最大提交时间、读关注（read concern）、读取偏好（read preference）和写关注（write concern）。数据类型：TransactionOptions 默认：`null`
`Snapshot`	指定驱动程序是否执行快照读取。要进一步了解快照读取，请参阅 MongoDB Server 手册中的读关注（read concern）“快照”。数据类型：`boolean` 默认值：`false`
`SnapshotTime`	指定驱动程序在会话中读取所有数据的集群时间。在设置此属性时，必须将 `Snapshot` 设置为 `true`。要了解更多信息，请参阅 MongoDB Server 手册中的读关注（read concern）“快照”。数据类型：BsonTimestamp 默认：`null`

DefaultTransactionOptions属性接受 TransactionOptions 类的实例。下表描述了可以在 TransactionOptions对象上设立的属性：

属性	说明
`MaxCommitTime`	单个 `commitTransaction` 命令可以运行的最长时间。如果提交超过此限制，MongoDB Server 将返回 `MaxTimeMSExpired` 错误，并不提交事务中的更改。出现此错误后，驱动程序不会重试提交。如果您省略此属性，MongoDB Server 将应用默认事务运行时间限制。数据类型：`TimeSpan?` 默认值：`null`
`ReadConcern`	会话中每个事务的读关注（read concern）。要了解更多信息，请参阅 MongoDB Server 手册中的读关注（read concern）。如果省略此属性，则事务使用会话级读关注（read concern）（如果已设置）。如果还省略会话级读关注，则事务使用客户端级读关注（read concern）。数据类型：ReadConcern 默认：`null`
`ReadPreference`	会话中每个事务的读取偏好（read preference）。要了解更多信息，请参阅 MongoDB Server 手册中的读取偏好（read preference）。如果您省略此属性，则事务将使用会话级别的读取偏好（read preference）（如果您设置了该偏好）。如果您还省略会话级别的读取偏好（read preference），则事务将使用客户端级别的读取偏好（read preference）。数据类型：ReadPreference 默认：`null`
`WriteConcern`	会话中每个事务的写关注（write concern）。要学习更多信息，请参阅 MongoDB Server 手册中的写关注（write concern）。如果您省略此属性，则事务使用会话级别的写关注（write concern）（如果您设置了会话级别的写关注（write concern））。如果您还省略会话级别的写关注（write concern），则事务使用客户端级别的写关注（write concern）。数据类型：WriteConcern 默认：`null`

以下代码示例展示了如何使用自定义选项创建会话：

var client = new MongoClient("mongodb://localhost:27017");
var sessionOptions = new ClientSessionOptions
{
    CausalConsistency = true,
    DefaultTransactionOptions = new TransactionOptions(
         readConcern:  ReadConcern.Available,
         writeConcern:   WriteConcern.Acknowledged)
};
var session = client.StartSession(sessionOptions);

因果一致性(Causal Consistency)

MongoDB在某些客户端会话中实现因果一致性。因果一致性模型ACID 一致性保证在分布式系统中，会话中的操作按因果顺序运行。客户端观察到的结果与因果关系或操作之间的依赖关系一致。示例，如果您执行一系列操作，其中一个操作在逻辑上依赖于另一个操作的结果，则任何后续读取都会反映这种依赖关系。

为了保证因果一致性，客户端端会话必须满足以下要求：

启动会话时，驱动程序必须启用因果一致性选项。该选项默认启用。
操作必须在单个线程的单个会话中运行。否则，会话或线程必须相互传达optime和集群时间值。要查看传达这些值的两个会话的示例，请参阅MongoDB Server手册中的因果一致性示例。
您必须使用 ReadConcern.Majority读关注（read concern）。
您必须使用 WriteConcern.WMajority写关注（write concern）。这是默认的写关注（write concern）值。

下表描述了因果一致会话提供的ACID 一致性保证：

保证	说明
读取写入操作	读取操作会反映之前写入操作的结果。
单调读取	读取操作不会返回反映比先前读取操作更早的数据状态的结果。
单调写入	如果写入操作必须先于其他写入操作，则服务器会先运行此写入操作。示例，如果调用 `InsertOne()` 插入文档，然后调用 `UpdateOne()` 修改插入的文档，则服务器首先运行插入操作。
读取后写入	如果写入操作必须在其他读取操作之后执行，服务器会先执行读取操作。示例，如果您调用 `Find()` 来检索文档，然后调用 `DeleteOne()` 来删除检索到的文档，则服务器会先运行查找操作。

提示

要学习；了解有关本节中提到的概念的更多信息，请参阅以下MongoDB Server手册条目：

方法

在 MongoClient 实例上使用同步 StartSession() 或异步 StartSessionAsync() 方法创建 IClientSession。然后，您可以使用 IClientSession 接口提供的方法集来修改会话状态。从以下 Synchronous Methods 和 Asynchronous Methods 标签页中进行选择，了解管理事务的方法：

方法	说明
`StartTransaction()`	在该会话上启动使用给定选项配置的新事务。如果会话已存在正在进行的事务，则抛出异常。要了解有关该方法的更多信息，请参阅服务器手册中的startTransaction() 页面。参数：`TransactionOptions` （可选）
`AbortTransaction()`	终止此会话的活动事务。如果会话没有活动事务，或事务已提交或结束，则抛出异常。要了解有关此方法的更多信息，请参阅服务器手册中的 abortTransaction() 页面。参数：`CancellationToken`
`CommitTransaction()`	提交此会话的活动事务。如果此会话没有活动事务或事务已结束，则抛出异常。要了解有关此方法的更多信息，请参阅服务器手册中的 commitTransaction() 页面。参数：`CancellationToken`
`WithTransaction()`	在此会话上启动事务并运行给定的回调。要了解有关此方法的更多信息，请参阅服务器手册中的 withTransaction() 页面。重要提示：在 `WithTransaction()`使用的回调函数中捕获异常时，必须在退出 try-catch区块之前重新抛出异常。否则可能会导致无限循环。有关如何处理这种情况下的异常的更多详细信息，请参阅《服务器》手册中的“事务”，并从语言下拉列表中选择 C#以查看示例。参数：`Func <IClientSessionHandle, CancellationToken, Task<TResult>>`、`TransactionOptions`、`CancellationToken` 返回类型：`Task <TResult>`

方法	说明
`StartTransaction()`	在该会话上启动使用给定选项配置的新事务。如果会话已存在正在进行的事务，则抛出异常。要了解有关该方法的更多信息，请参阅服务器手册中的startTransaction() 页面。参数：`TransactionOptions` （可选）
`AbortTransactionAsync()`	终止此会话的活动事务。如果会话没有活动事务，或事务已提交或结束，则抛出异常。要了解有关此方法的更多信息，请参阅服务器手册中的 abortTransaction() 页面。参数：`CancellationToken` 返回类型：`Task`
`CommitTransactionAsync()`	提交此会话的活动事务。如果此会话没有活动事务或事务已结束，则抛出异常。要了解有关此方法的更多信息，请参阅服务器手册中的 commitTransaction() 页面。参数：`CancellationToken` 返回类型：`Task`
`WithTransactionAsync()`	在此会话上启动事务并运行给定的回调。要了解有关此方法的更多信息，请参阅服务器手册中的 withTransaction() 页面。重要提示：在 `WithTransactionAsync()`使用的回调函数中捕获异常时，必须在退出 try-catch区块之前重新抛出异常。否则可能会导致无限循环。有关如何处理这种情况下的异常的更多详细信息，请参阅《服务器》手册中的“事务”，并从语言下拉列表中选择 C#以查看示例。参数：`Func <IClientSessionHandle, CancellationToken, Task<TResult>>`、`TransactionOptions`、`CancellationToken` 返回类型：`Task <TResult>`

提示

配置事务

您可以通过将 TransactionOptions 类的实例传递给 StartTransaction() 或 WithTransaction() 方法来自定义单个事务的行为。您在此处设立的选项会覆盖您在 ClientSessionOptions对象上设立的默认ACID 事务选项。

例子

此示例展示了如何通过以下步骤创建会话、创建事务以及将文档插入到事务中的多个集合中：

使用 StartSession() 方法从客户端创建会话。
创建 TransactionOptions对象以配置ACID 事务。
使用 StartTransaction() 方法启动事务。
将文档插入 books 和 films 集合。
使用 CommitTransaction() 方法提交事务。

var books = database.GetCollection<Book>("books");
var films = database.GetCollection<Film>("films");
// Begins transaction
using (var session = mongoClient.StartSession())
{
    // Configures transaction options
    var transactionOptions = new TransactionOptions(
        readConcern: ReadConcern.Majority,
        writeConcern: WriteConcern.WMajority
    );
    session.StartTransaction(transactionOptions);
    try
    {
        // Creates sample data
        var book = new Book
        {
            Title = "Beloved",
            Author = "Toni Morrison",
            InStock = true
        };
        var film = new Film
        {
            Title = "Star Wars",
            Director = "George Lucas",
            InStock = true
        };
        // Inserts sample data
        books.InsertOne(session, book);
        films.InsertOne(session, film);
        // Commits our transaction
        session.CommitTransaction();
    } 
    catch (Exception e)
    {
        Console.WriteLine("Error writing to MongoDB: " + e.Message);
        return;
    }
    // Prints a success message if no error thrown
    Console.WriteLine("Successfully committed transaction!");
}

Successfully committed transaction!

注意

不支持并行操作

.NET/ C#驱动程序不支持在单个ACID 事务中运行并行操作。

如果您使用的是MongoDB Server v8.0 或更高版本，则可以使用 BulkWrite() 或 BulkWriteAsync() 方法在单个ACID 事务中对多个命名空间执行写入操作。有关更多信息，请参阅批量写入操作。