COBOL事务处理优化：解决CICS程序并发控制的实践技巧

在计算机编程领域，事务处理的优化是一个至关重要的话题。特别是在处理 COBOL 程序与 CICS（Customer Information Control System）结合的场景中，并发控制的优化更是能显著提升系统的性能和稳定性。下面就来详细聊聊相关的实践技巧。

一、应用场景

在很多大型企业级系统里，COBOL 语言依然发挥着巨大的作用。比如银行业务系统，每天都要处理海量的交易，像转账、取款、存款等操作。这些操作往往需要并发处理，因为同一时刻可能有大量的客户在进行不同的交易。CICS 作为一种事务处理系统，常与 COBOL 程序结合使用，来管理这些并发事务。

再比如航空公司的票务系统，在航班售票高峰期，会有大量的用户同时查询和预订机票。COBOL 程序负责处理具体的票务逻辑，而 CICS 则负责协调这些并发请求。如果并发控制处理不当，就可能出现数据不一致的问题，比如一张机票被多次售出，这会给企业带来严重的损失。

二、COBOL 与 CICS 并发控制基础

2.1 锁机制

在并发控制中，锁是最常用的机制之一。在 CICS 中，可以使用不同类型的锁来控制对共享资源的访问。

示例（COBOL 与 CICS 结合）：

       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. LOCK-EXAMPLE.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       CONFIGURATION SECTION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT CUSTOMER-FILE ASSIGN TO 'CUSTOMER.DATA'
               ORGANIZATION IS INDEXED
               ACCESS MODE IS DYNAMIC
               RECORD KEY IS CUST-ID
               ALTERNATE RECORD KEY IS CUST-NAME.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD CUSTOMER-FILE.
       01 CUSTOMER-RECORD.
           05 CUST-ID PIC X(10).
           05 CUST-NAME PIC X(30).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01 CUST-ID-TO-UPDATE PIC X(10) VALUE 'C0001'.
       01 UPDATE-STATUS PIC X(2).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-PROC.
           EXEC CICS START TRANSID('CUST-UPDATE')
           END-EXEC.
           EXEC CICS READ FILE('CUSTOMER-FILE')
               KEY CUST-ID-TO-UPDATE
               INTO CUSTOMER-RECORD
               UPDATE
               END-EXEC
           ON SIZE ERROR
               MOVE 'S0' TO UPDATE-STATUS
           ON NOT FOUND
               MOVE 'N0' TO UPDATE-STATUS
           ON EXCEPTION
               MOVE 'E0' TO UPDATE-STATUS
           NOT ON SIZE ERROR
           NOT ON NOT FOUND
           NOT ON EXCEPTION
               MOVE 'OK' TO UPDATE-STATUS
           END-EXEC.
           IF UPDATE-STATUS = 'OK'
               * 这里可以进行更新操作
               EXEC CICS WRITE FILE('CUSTOMER-FILE')
                   FROM CUSTOMER-RECORD
                   END-EXEC
           END-IF.
           EXEC CICS END TRANS
           END-EXEC.
           STOP RUN.

注释：

• EXEC CICS READ ... UPDATE 语句在读取记录时会加更新锁，防止其他事务同时修改该记录。
• 通过 UPDATE-STATUS 来跟踪操作的状态，根据不同的状态进行相应的处理。

2.2 事务隔离级别

事务隔离级别决定了一个事务对其他事务的可见性。在 CICS 中，可以设置不同的隔离级别来平衡并发性能和数据一致性。

示例（COBOL 与 CICS 结合）：

       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. ISOLATION-EXAMPLE.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       CONFIGURATION SECTION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-PROC.
           EXEC CICS START TRANSID('ISOLATION-TEST')
               ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE
           END-EXEC.
           * 这里进行事务处理
           EXEC CICS END TRANS
           END-EXEC.
           STOP RUN.

注释：

• ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE 设置事务的隔离级别为可串行化，保证事务的执行就像依次执行一样，数据一致性最高，但并发性能最低。

三、技术优缺点

3.1 优点

稳定性高

COBOL 语言经过多年的发展和实践，已经非常成熟。在大型企业级系统中，稳定性是至关重要的。CICS 作为事务处理系统，能够很好地管理并发事务，保证系统的稳定运行。比如在银行的核心业务系统中，每天处理大量的资金交易，系统的稳定性直接关系到金融安全。

兼容性好

很多老的企业系统都是基于 COBOL 开发的，与 CICS 结合可以很好地兼容这些老系统，避免了大规模的系统迁移和重构。这样可以在保护企业原有投资的基础上，逐步进行系统的优化和升级。

强大的并发控制能力

CICS 提供了丰富的并发控制机制，如锁机制、事务隔离级别等，可以根据不同的业务需求灵活设置，保证数据的一致性和完整性。

3.2 缺点

开发效率低

COBOL 语言的语法相对复杂，代码结构较为冗长，开发和维护的效率相对较低。特别是对于新的开发人员来说，学习成本较高。

性能瓶颈

在高并发场景下，即使采用了优化的并发控制策略，由于 COBOL 和 CICS 的架构特点，可能仍然会出现性能瓶颈。比如在一些互联网金融业务中，高并发的交易请求可能会导致系统响应时间过长。

可扩展性差

由于 COBOL 和 CICS 是较为传统的技术，在与现代的云计算、微服务等技术融合时，可能会面临一些挑战，可扩展性相对较差。

四、实践技巧

4.1 合理使用锁

在使用锁时，要尽量减少锁的持有时间。可以将一些不需要加锁的操作放在加锁代码块之外。

示例（COBOL 与 CICS 结合）：

       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. LOCK-TIME-OPTIMIZE.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       CONFIGURATION SECTION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT ORDER-FILE ASSIGN TO 'ORDER.DATA'
               ORGANIZATION IS INDEXED
               ACCESS MODE IS DYNAMIC
               RECORD KEY IS ORDER-ID.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD ORDER-FILE.
       01 ORDER-RECORD.
           05 ORDER-ID PIC X(10).
           05 ORDER-AMOUNT PIC 9(8)V99.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01 ORDER-ID-TO-PROCESS PIC X(10) VALUE 'O0001'.
       01 PROCESS-STATUS PIC X(2).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-PROC.
           * 先进行一些不需要加锁的操作
           DISPLAY 'Preparing to process order...'.
           EXEC CICS START TRANSID('ORDER-PROCESS')
           END-EXEC.
           EXEC CICS READ FILE('ORDER-FILE')
               KEY ORDER-ID-TO-PROCESS
               INTO ORDER-RECORD
               UPDATE
               END-EXEC
           ON SIZE ERROR
               MOVE 'S0' TO PROCESS-STATUS
           ON NOT FOUND
               MOVE 'N0' TO PROCESS-STATUS
           ON EXCEPTION
               MOVE 'E0' TO PROCESS-STATUS
           NOT ON SIZE ERROR
           NOT ON NOT FOUND
           NOT ON EXCEPTION
               MOVE 'OK' TO PROCESS-STATUS
           END-EXEC.
           IF PROCESS-STATUS = 'OK'
               * 进行需要加锁的操作
               ADD 100.00 TO ORDER-AMOUNT
               EXEC CICS WRITE FILE('ORDER-FILE')
                   FROM ORDER-RECORD
                   END-EXEC
           END-IF.
           EXEC CICS END TRANS
           END-EXEC.
           * 再进行一些不需要加锁的操作
           DISPLAY 'Order processing completed.'.
           STOP RUN.

注释：

• 在加锁之前，先进行一些准备工作，如显示提示信息。加锁后，只进行必要的更新操作，减少锁的持有时间。加锁后操作完成，及时释放锁，然后再进行其他不需要加锁的操作。

4.2 优化事务隔离级别

根据业务需求，选择合适的事务隔离级别。对于一些对数据一致性要求不是特别高的业务场景，可以选择较低的隔离级别，提高并发性能。

示例（COBOL 与 CICS 结合）：

       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. ISOLATION-OPTIMIZE.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       CONFIGURATION SECTION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-PROC.
           EXEC CICS START TRANSID('LOW-ISOLATION-TEST')
               ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
           END-EXEC.
           * 这里进行事务处理
           EXEC CICS END TRANS
           END-EXEC.
           STOP RUN.

注释：

• ISOLATION LEVEL READ COMMITTED 只允许读取已经提交的数据，相比可串行化隔离级别，并发性能更高。

4.3 并发控制策略调整

可以采用乐观锁和悲观锁相结合的策略。对于一些读操作频繁的场景，可以使用乐观锁；对于写操作频繁的场景，使用悲观锁。

示例（COBOL 与 CICS 结合）：

       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. LOCK-STRATEGY.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       CONFIGURATION SECTION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT PRODUCT-FILE ASSIGN TO 'PRODUCT.DATA'
               ORGANIZATION IS INDEXED
               ACCESS MODE IS DYNAMIC
               RECORD KEY IS PRODUCT-ID.
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD PRODUCT-FILE.
       01 PRODUCT-RECORD.
           05 PRODUCT-ID PIC X(10).
           05 PRODUCT-QUANTITY PIC 9(5).
           05 VERSION-NUMBER PIC 9(3).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01 PRODUCT-ID-TO-CHECK PIC X(10) VALUE 'P0001'.
       01 CHECK-STATUS PIC X(2).
       01 OLD-VERSION PIC 9(3).
       PROCEDURE DIVISION.
       MAIN-PROC.
           EXEC CICS START TRANSID('PRODUCT-CHECK')
           END-EXEC.
           EXEC CICS READ FILE('PRODUCT-FILE')
               KEY PRODUCT-ID-TO-CHECK
               INTO PRODUCT-RECORD
               END-EXEC
           ON SIZE ERROR
               MOVE 'S0' TO CHECK-STATUS
           ON NOT FOUND
               MOVE 'N0' TO CHECK-STATUS
           ON EXCEPTION
               MOVE 'E0' TO CHECK-STATUS
           NOT ON SIZE ERROR
           NOT ON NOT FOUND
           NOT ON EXCEPTION
               MOVE 'OK' TO CHECK-STATUS
           END-EXEC.
           IF CHECK-STATUS = 'OK'
               MOVE VERSION-NUMBER TO OLD-VERSION
               * 模拟读操作，使用乐观锁
               DISPLAY 'Product quantity: ' PRODUCT-QUANTITY
               * 模拟写操作，使用悲观锁
               EXEC CICS READ FILE('PRODUCT-FILE')
                   KEY PRODUCT-ID-TO-CHECK
                   INTO PRODUCT-RECORD
                   UPDATE
                   END-EXEC
               IF VERSION-NUMBER = OLD-VERSION
                   ADD 1 TO PRODUCT-QUANTITY
                   ADD 1 TO VERSION-NUMBER
                   EXEC CICS WRITE FILE('PRODUCT-FILE')
                       FROM PRODUCT-RECORD
                       END-EXEC
               ELSE
                   DISPLAY 'Data has been modified by another transaction.'
               END-IF
           END-IF.
           EXEC CICS END TRANS
           END-EXEC.
           STOP RUN.

注释：

• 在读操作时，先记录版本号，不进行加锁。在写操作时，再次读取记录并加锁，检查版本号是否一致，如果一致则更新数据，否则提示数据已被其他事务修改。

五、注意事项

5.1 死锁问题

在使用锁的过程中，要注意避免死锁的发生。死锁是指两个或多个事务相互等待对方释放锁，从而导致程序无法继续执行。可以通过合理的锁顺序、减少锁的持有时间等方法来预防死锁。

5.2 数据一致性

在调整事务隔离级别和并发控制策略时，要充分考虑数据的一致性。较低的隔离级别可能会导致数据不一致的问题，如脏读、不可重复读等。要根据业务需求，在并发性能和数据一致性之间找到一个平衡点。

5.3 系统资源管理

在高并发场景下，要注意系统资源的管理，如内存、CPU 等。不合理的并发控制可能会导致系统资源耗尽，从而影响系统的性能和稳定性。

六、文章总结

在 COBOL 事务处理与 CICS 程序的并发控制中，通过合理使用锁机制、优化事务隔离级别、调整并发控制策略等实践技巧，可以显著提升系统的并发性能和稳定性。同时，要充分认识到该技术的优缺点，注意避免死锁、保证数据一致性和合理管理系统资源等问题。在实际应用中，要根据具体的业务需求，灵活运用这些技巧，找到最适合的并发控制方案。