Seata AT模式的整体流程

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-11-21 03:47 291阅读 0赞

# AT模式的整体流程 #

![at模式的整体流程][at]

先从官网借一张图，简单描述AT模式的角色和流程  
Seata 目前有四种模式，都是基于 TC(事物协调者),TM(事物管理器）,RM(资源管理器) 这三个角色完成的

1.  事务管理器发起全局事物
2.  通过RPC调用微服务A
3.  微服务A开启事物， 通过解析SQL，通过Druid数据源的API驱动快照的生成 。首先查询数据库获得当前数据的快照（前置镜像）, 执行数据操作(更新，删除，插入)， 查询数据库获得操作执行后的快照（后置镜像）
4.  微服务A向TC发起分支事物注册, 执行回滚日志的插入, 将当前事物提交
5.  微服务B 和微服务A一样，执行2-5的流程
6.  如果微服务调用的过程中没有报错， 由事物管理器发起全局事物提交， 否则发起全局事物回滚
7.  如果是成功：TC向微服务A和B发送分支事物提交请求， 将提交请求通过offer的方式插入到阻塞队列。有 AsyncWorker 异步批量处理事务的提交， AsyncWorker 异步批量删除回滚日志
8.  如果是失败：TC向微服务A和B发送分支事物回滚请求。 根据 全局事物ID（XID）和分支事物ID（BranchId）查询回滚日志表(undo\_log)获得回滚日志。 如果回滚日志存在：将后置镜像与当前数据对比，如果数据一致表示可以回滚（没有发生脏写），通过回滚日志的前置镜像生成回滚SQL， 执行数据回滚，然后删除回滚日志。 如果回滚日志不存在：插入一条状态为全局事物已完成（数据库的值是: 1 ）的回滚日志， 避免另一个线程提交成功
9.  如果失败回滚成功，向TC响应回滚成功， 如果回滚失败，向TC响应回滚失败并重试，TC会重试发起分支回滚请求（seata服务端有一个定时器，一秒调用一次，会遍历所有需要回滚的会话发起分支回滚请求）

# AT模式的分支事物 #

## 一阶段提交 ##

AT模式的一阶段流程由 数据源代理+SQL识别器 的方式实现

首先回忆jdbc的执行流程

//通过数据源获取连接
    	Connection connection = dataSource.getConnection();
    	// 获得 声明
    	PrepareStatement pst = connection.prepareStatement();
    	// 执行SQL语句
    	pst.executeUpdate();
    	// 提交事务
    	connection.commit();

AT模式对 DataSource,Connection,Statement 都做了代理

1.  dataSource 被DataSourceProxy代理, dataSource.getConnection 获得的对象是 ConnectionProxy 对象， connection.prepareStatement 获得的是 PreparedStatementProxy 对象
2.  prepareStatement.executeUpdate() 做了特殊了处理， 通过Duird数据源提供的API创建Seata的SQL识别器,SQL识别器提供了识别SQL语句的功能，用于支持Executor创建前置镜像，后置镜像。
3.  executor 构建前置镜像， 执行业务SQL，构建后置镜像， 通过前置镜像和后置镜像,XID等数据构建回滚日志对象，添加到ConnectionProxy的上下文
4.  connectionProxy.commit， 注册分支事物， 根据connectionProxy的上下文对象将回滚日志生成SQL，执行回滚日志SQL，真实连接提交，如果配置了一阶段提交报告(`client.rm.reportSuccessEnable=true`,默认是false),则向TC发送一阶段提交完成的请求

prepareStatement.executeUpdate

public static <T, S extends Statement> T execute(List<SQLRecognizer> sqlRecognizers,
                                                         StatementProxy<S> statementProxy,
                                                         StatementCallback<T, S> statementCallback,
                                                         Object... args) throws SQLException { 
            // 不需要全局锁或者不是分支模式，执行原始的 statement.execute
            if (!RootContext.requireGlobalLock() && BranchType.AT != RootContext.getBranchType()) { 
                // Just work as original statement
                return statementCallback.execute(statementProxy.getTargetStatement(), args);
            }
    	
            String dbType = statementProxy.getConnectionProxy().getDbType();
            // 通过SQL访问者工厂创建SQL识别器， Seata在1.3.0的识别器是面向Druid编程
            if (CollectionUtils.isEmpty(sqlRecognizers)) { 
                sqlRecognizers = SQLVisitorFactory.get(
                        statementProxy.getTargetSQL(),
                        dbType);
            }
            // 执行器
            Executor<T> executor;
            if (CollectionUtils.isEmpty(sqlRecognizers)) { 
                executor = new PlainExecutor<>(statementProxy, statementCallback);
            } else { 
                if (sqlRecognizers.size() == 1) { 
                    SQLRecognizer sqlRecognizer = sqlRecognizers.get(0);
                    switch (sqlRecognizer.getSQLType()) { 
                        case INSERT:
                        // 1.3.0 支持Mysql,Oracle,PGSql 的插入执行器
                            executor = EnhancedServiceLoader.load(InsertExecutor.class, dbType,
                                    new Class[]{ StatementProxy.class, StatementCallback.class, SQLRecognizer.class},
                                    new Object[]{ statementProxy, statementCallback, sqlRecognizer});
                            break;
                        case UPDATE:
                            executor = new UpdateExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizer);
                            break;
                        case DELETE:
                            executor = new DeleteExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizer);
                            break;
                        case SELECT_FOR_UPDATE:
                            executor = new SelectForUpdateExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizer);
                            break;
                        default:
                            executor = new PlainExecutor<>(statementProxy, statementCallback);
                            break;
                    }
                } else { 
                    executor = new MultiExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizers);
                }
            }
            T rs;
            try { 
           		 // 执行器去执行
                rs = executor.execute(args);
            } catch (Throwable ex) { 
                if (!(ex instanceof SQLException)) { 
                    // Turn other exception into SQLException
                    ex = new SQLException(ex);
                }
                throw (SQLException) ex;
            }
            return rs;
        }

executor 的执行

@Override
        public T execute(Object... args) throws Throwable { 
            String xid = RootContext.getXID();
            // 绑定全局事物ID到代理连接
            if (xid != null) { 
                statementProxy.getConnectionProxy().bind(xid);
            }
    		// 设置全局锁的状态
            statementProxy.getConnectionProxy().setGlobalLockRequire(RootContext.requireGlobalLock());
            // 执行
            return doExecute(args);
        }
        
    	@Override
        public T doExecute(Object... args) throws Throwable { 
            AbstractConnectionProxy connectionProxy = statementProxy.getConnectionProxy();
            // 判断当前连接是否开启了自动提交， 这里看executeAutoCommitFalse的部分。 
            // 开启自动提交的部分关掉自动提交，然后调用了下面的部分，然后恢复自动提交为true
            if (connectionProxy.getAutoCommit()) { 
                return executeAutoCommitTrue(args);
            } else { 
                return executeAutoCommitFalse(args);
            }
        }
        // 执行自动提交
         protected T executeAutoCommitFalse(Object[] args) throws Exception { 
            if (!JdbcConstants.MYSQL.equalsIgnoreCase(getDbType()) && getTableMeta().getPrimaryKeyOnlyName().size() > 1) { 
                throw new NotSupportYetException("multi pk only support mysql!");
            }
            // 抽象方法， 子类Mysql,Oracle,PGSql 会知道如何构建前置镜像
            TableRecords beforeImage = beforeImage();
            // 执行业务SQL
            T result = statementCallback.execute(statementProxy.getTargetStatement(), args);
            // 通过前置镜像构建后置镜像
            TableRecords afterImage = afterImage(beforeImage);
            // 通过前置镜像和后置镜像生成回滚日志，插入到代理连接的上下文
            prepareUndoLog(beforeImage, afterImage);
            return result;
        }
    
        protected void prepareUndoLog(TableRecords beforeImage, TableRecords afterImage) throws SQLException { 
        	// 如果前置镜像为空，并且后置镜像也是空，就不用构建回滚日志了
            if (beforeImage.getRows().isEmpty() && afterImage.getRows().isEmpty()) { 
                return;
            }
            ConnectionProxy connectionProxy = statementProxy.getConnectionProxy();
            TableRecords lockKeyRecords = sqlRecognizer.getSQLType() == SQLType.DELETE ? beforeImage : afterImage;
            String lockKeys = buildLockKey(lockKeyRecords);
            // 添加lockKey
            connectionProxy.appendLockKey(lockKeys);
    		// 构建回滚日志
            SQLUndoLog sqlUndoLog = buildUndoItem(beforeImage, afterImage);
            // 将回滚日志添加到代理连接的上下文中
            connectionProxy.appendUndoLog(sqlUndoLog);
        }

代理连接提交

private void processGlobalTransactionCommit() throws SQLException { 
            try { 
    			// 注册分支事物
                register();
            } catch (TransactionException e) { 
                recognizeLockKeyConflictException(e, context.buildLockKeys());
            }
            try { 
            	// 插入回滚日志
                UndoLogManagerFactory.getUndoLogManager(this.getDbType()).flushUndoLogs(this);
                // 真实连接提交
                targetConnection.commit();
            } catch (Throwable ex) { 
                LOGGER.error("process connectionProxy commit error: {}", ex.getMessage(), ex);
                report(false);
                throw new SQLException(ex);
            }
            // 是否报告一阶段提交完成，默认为false
            if (IS_REPORT_SUCCESS_ENABLE) { 
                report(true);
            }
            context.reset();
        }

## 二阶段提交 ##

AT模式的资源管理器(RMHandlerAT) 接受事物协调者(TC)的分支提交请求

1.  由资源管理器(RMHandlerAT)执行分支提交请求
2.  AT模式的资源管理器内部由异步工作器(asyncWorker)执行, 将请求用非阻塞(offer)的方式插入到blockingQueue中
3.  asyncWorker内部有一个定时器， 1秒钟执行一次（在上次执行完之后）。 定时器不停的用非阻塞的(poll)方式从阻塞队列中获取数据，然后批量删除回滚日志

数据源管理器的分支事物提交

// dataSourceManager 的 branchCommit
        @Override
        public BranchStatus branchCommit(BranchType branchType, String xid, long branchId, String resourceId,
                                         String applicationData) throws TransactionException { 
             // 由异步工作器代理，执行分支提交
            return asyncWorker.branchCommit(branchType, xid, branchId, resourceId, applicationData);
        }
        // asyncWorker 的 branchCommit
     	@Override
        public BranchStatus branchCommit(BranchType branchType, String xid, long branchId, String resourceId,
                                         String applicationData) throws TransactionException { 
             // 用非阻塞的方式二阶段上下文到阻塞队列
            if (!ASYNC_COMMIT_BUFFER.offer(new Phase2Context(branchType, xid, branchId, resourceId, applicationData))) { 
                LOGGER.warn("Async commit buffer is FULL. Rejected branch [{}/{}] will be handled by housekeeping later.", branchId, xid);
            }
            return BranchStatus.PhaseTwo_Committed;
        }

批量删除回滚日志

private void doBranchCommits() { 
            if (ASYNC_COMMIT_BUFFER.isEmpty()) { 
                return;
            }
    
            Map<String, List<Phase2Context>> mappedContexts = new HashMap<>(DEFAULT_RESOURCE_SIZE);
            List<Phase2Context> contextsGroupedByResourceId;
            
            while (!ASYNC_COMMIT_BUFFER.isEmpty()) { 
            	// 从阻塞队列批量获取二阶段上下文
                Phase2Context commitContext = ASYNC_COMMIT_BUFFER.poll();
                contextsGroupedByResourceId = CollectionUtils.computeIfAbsent(mappedContexts, commitContext.resourceId, key -> new ArrayList<>());
                contextsGroupedByResourceId.add(commitContext);
            }
    		// 省略遍历 mappedContexts 获得xids,branchIds 的代码,和大量的try,catch 和无关代码
            //批量删除回滚日志, 构造一个删除语句: delete from undu_log where xid in (?) and branch_id in (?)
            UndoLogManagerFactory.getUndoLogManager(dataSourceProxy.getDbType()).batchDeleteUndoLog(
                   xids, branchIds, conn);
        }

## 二阶段回滚 ##

二阶段回滚由事物协调者(TC)发起， 微服务的资源管理器执行的操作

AT模式由 RMHandlerAT\#handle(BranchRollbackRequest request) 处理

1.  通过全局事物ID(xid)和分支事物id(branchId)查询回滚日志表(undo\_log)获得回滚日志
2.  通过数据库类型和回滚日志创建执行器(Executor)
3.  由执行器驱动数据回滚， 首先进行数据验证，验证通过则回滚
    
     *  如果相等就不用执行数据回滚，然后对比前置镜像和当前对象，
     *  如果相等就不用执行数据回滚，
     *  如果后置镜像和当前对象不相等就抛出脏数据检查异常，
     *  如果后置镜像和当前对象相等，执行数据回滚。
4.  如果查询到了回滚日志， 删除回滚日志。 如果没查询到回滚日志， 插入一条状态全局事物已完成的回滚日志 。

执行器的数据验证

protected boolean dataValidationAndGoOn(Connection conn) throws SQLException { 
    
            TableRecords beforeRecords = sqlUndoLog.getBeforeImage();
            TableRecords afterRecords = sqlUndoLog.getAfterImage();
    
         // 对比前置镜像和后置镜像， 相同则表示验证失败，验证失败就不做数据回滚
            Result<Boolean> beforeEqualsAfterResult = DataCompareUtils.isRecordsEquals(beforeRecords, afterRecords);
            if (beforeEqualsAfterResult.getResult()) { 
                if (LOGGER.isInfoEnabled()) { 
                    LOGGER.info("Stop rollback because there is no data change " +
                            "between the before data snapshot and the after data snapshot.");
                }
                // no need continue undo.
                return false;
            }
    
            //查询当前数据
            TableRecords currentRecords = queryCurrentRecords(conn);
          // 对比后置镜像和当前数据
            Result<Boolean> afterEqualsCurrentResult = DataCompareUtils.isRecordsEquals(afterRecords, currentRecords);
            if (!afterEqualsCurrentResult.getResult()) { 
    
                // 前置镜像和当前数据一样， 验证失败，数据不回滚
                Result<Boolean> beforeEqualsCurrentResult = DataCompareUtils.isRecordsEquals(beforeRecords, currentRecords);
                if (beforeEqualsCurrentResult.getResult()) { 
                    return false;
                } else { 
                 // 发生了脏写， 抛出异常
                    throw new SQLException("Has dirty records when undo.");
                }
            }
            return true;
        }

删除或者插入并发日志

// 如果通过xid和branchId查询回滚日志表的数据是存在的
    if (exists) { 
    //删除回滚日志
           deleteUndoLog(xid, branchId, conn);
           // 提交事务
           conn.commit();
           if (LOGGER.isInfoEnabled()) { 
               LOGGER.info("xid {} branch {}, undo_log deleted with {}", xid, branchId,
                   State.GlobalFinished.name());
           }
       } else { 
       // 通过全局事物已完成的回滚日志， 全局事物已完成的状态码: 1
           insertUndoLogWithGlobalFinished(xid, branchId, UndoLogParserFactory.getInstance(), conn);
           conn.commit();
           if (LOGGER.isInfoEnabled()) { 
               LOGGER.info("xid {} branch {}, undo_log added with {}", xid, branchId,
                   State.GlobalFinished.name());
           }
       }

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