NTFS-Dateisystemtransaktionen mit .NET programmieren

Seit Windows NT 6.0 (also seit Windows Vista und Windows Server 2008) unterstützt das Windows-NTFS-Dateisystem atomare Transaktionen. Durch das Transactional File System (alias Transactional NTFS, Abkürzung TxF) lässt sich zum Beispiel verhindern, dass durch einen Programmabbruch während des Beschreibens einer Datei eine halbfertige oder inkonsistente Datei im Dateisystem verbleibt. Auch kann erreicht werden, mehrere Dateien konsistent zu beschreiben.

Das TxF nutzt den Kernel Transaction Manager (KTM), der sich wiederum in dem schon seit langem verfügbaren Microsoft Distributed Transaction Coordinator (MSDTC) integriert. Damit kann man Transaktionen schaffen, die Dateisystem, Datenbanken und die Windows-Registrierungsdatenbank (Transactional Registry) umfassen. Auch Änderungen im Dateisystem auf mehreren Computern lassen sich als Transaktion abbilden.

Programmierschnittstelle

Für TxF gibt es leider noch keine direkte Unterstützung im .NET Framework. Die Programmierschnittstelle ist offiziell von Microsoft bisher nur auf C++-Ebene in der Kernel32.dll verfügbar (z. B. durch die Funktionen CreateFileTransacted(), CopyFileTransacted(), DeleteFileTransacted() etc.).

Es gibt aber als Open-Source-Bibliothek eine in C# geschriebene Wrapper-Bibliothek mit Namen Transactional NTFS Managed Wrapper. Damit kann man dann die elegante Transaktionsunterstützung durch die .NET-Bibliothek System.Transactions nutzen.

Bei der Verwendung von System.Transactions ist eine Instanz von System.Transactions.TransactionScope zu erzeugen. Die Transaktion gilt als erfolgreich abgeschlossen (Commit), wenn die Complete()-Methode aufgerufen wird. Wird das TransactionScope vernichtet, ohne den Aufruf von Complete(), z. B. weil es zu einem Laufzeitfehler gekommen ist, gilt die Transaktion als nicht erfolgreich (Abort). Alle Aktionen innerhalb der Erzeugung von TransactionScope und dem Commit/Abort werden automatisch Teil der Transaktion, sofern es für diese Aktion einen Transaktionsmanager gibt. Die Verwaltung der Transaktion obliegt dem MSDTC, einem Systemdienst von Windows, der gestartet sein muss.

Beispiel

Das folgende Codefragment (aus dem .NET-Fallbeispiel World Wide Wings) zeigt die elegante Verwendung von TransactionScope über einen using{}-Block in C# in einer Methode der Geschäftslogik. Innerhalb des Blocks werden zwei Methoden der Datenzugriffsschicht aufgerufen (ReduzierePlatzAnzahl() und ErzeugeBuchung()). Außerdem erfolgt das Erstellen einer Protokolldatei im NTFS-Dateisystem. Nur wenn alle drei Aktionen erfolgreich waren, kommt es zum Aufruf vom Complete(). Allein dann werden die Veränderungen in der Datenbank und die erzeugte Datei im Dateisystem bestandskräftig.

/// <summary>
/// Flugbuchung erstellen
/// </summary>
public string NewBuchung(int FlugNummer, int PassagierNummer)
  {
   try
   {
    string Buchungscode = FlugNummer.ToString() + "-" 
       + PassagierNummer.ToString();
 
    // Transaktion, nur erfolgreich wenn Platzanzahl 
    // reduziert und Buchung erstellt!
    using (System.Transactions.TransactionScope t 
       = new System.Transactions.TransactionScope())
    {
     // hier erfolgen Änderungen in Datenbanken über 
     // zwei Methoden der Datenzugriffsschicht
     if (!FlugDZS.ReduzierePlatzAnzahl(FlugNummer, 1))
        return "Kein Platz auf diesem Flug vorhanden!";
     if (!BuchungsDZS.ErzeugeBuchung(PassagierNummer, 
        FlugNummer)) return "Buchung nicht möglich!";
 
     // Protokolldatei im NTFS-Dateisystem schreiben (als Teil 
     // der Transaktion)
     string Path = @"t:\buchungen\" + Buchungscode + ".txt";
     FileStream fs = TransactedFile.Open(Path, 
        System.IO.FileMode.CreateNew, System.IO.FileAccess.Write,
           System.IO.FileShare.None);
     StreamWriter sw = new StreamWriter(fs);
     sw.WriteLine(DateTime.Now + ";" + Buchungscode + ";" 
        + FlugNummer + ";" + PassagierNummer);
     sw.Close();
     fs.Close();
 
     // Transaktion erfolgreich abschließen
     t.Complete();
 
     // Buchungscode zurückgeben
     return Buchungscode;
    }
   }
   catch (Exception ex)
   {
    return "Fehler: " + ex.Message;
   }
  }


()