Seata源码之数据源代理

AT模式的核心点

获取全局锁、开启全局事务

解析SQL并写入undolog

那么上节课其实我们已经把第一步分析清楚了，那么这节课我们就要分析的是AT模式如何解析SQL并写入undolog，首先我们要先明确实际上Seata其中采用了数据源代理的模式。

那么这个就需要我们在回顾一下GlobalTransactionScanner这个类型，在这个类型中继承了一些的接口和抽象类，比较关键的几个：

AbstractAutoProxyCreator

InitializingBean

ApplicationContextAware

DisposableBean

这里给大家回顾一下：

继承ApplicationContextAware类型以后，需要实现对应的方法:

void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException

当spring启动完成后，会自动调用这个类型，把ApplicationContext给bean。也就是说，GlobalTransactionScanner天然能拿到Spring的环境。

继承了InitializingBean接口，需要实现一个方法：

void afterPropertiesSet() throws Exception;

凡是继承该接口的类，在初始化bean的时候，当所有properties都设置完成后，会执行该方法。

继承DisposableBean，需要实现一个方法：

void destroy() throws Exception;

和InitializingBean接口相反，这个是在销毁的时候会调用这个方法。

AbstractAutoProxyCreator就比较复杂了，它Spring实现AOP的一种方式。本质上是一个BeanPostProcessor，他在bean初始化之前，调用内部的createProxy方法，创建一个bean的AOP代理bean并返回，对Bean的增强。

总结一下：总体的逻辑就是，GlobalTransactionScanner扫描有注解的bean，做AOP增强。

数据源代理

关于数据源代理这里我们

全局事务拦截成功后最终还是执行了业务方法的，但是由于Seata对数据源做了代理，所以sql解析与undolog入库操作是在数据源代理中执行的，箭头处的代理就是Seata对DataSource，Connection，Statement做的代理封装类

数据源代理是非常重要的一个环节。我们知道，在分布式事务运行过程中，undo log等的记录、资源的锁定等，都是用户无感知的，因为这些操作都在数据源的代理中完成了。

数据源代理DataSourceProxy

DataSourceProxy的主要功能为，它在构造方法中调用了一个自定义的init方法，主要做了以下能力的增强：

为每个数据源标识了资源组ID
如果配置打开，会有一个定时线程池定时更新表的元数据信息并缓存到本地
生成代理连接ConnectionProxy

那我们先来看init方法

private void init(DataSource dataSource, String resourceGroupId) {
    //资源组ID，默认是“default”这个默认值
    this.resourceGroupId = resourceGroupId;
    try (Connection connection = dataSource.getConnection()) {
        //根据原始数据源得到JDBC连接和数据库类型
        jdbcUrl = connection.getMetaData().getURL();
        dbType = JdbcUtils.getDbType(jdbcUrl);
        if (JdbcConstants.ORACLE.equals(dbType)) {
            userName = connection.getMetaData().getUserName();
        }
    } catch (SQLException e) {
        throw new IllegalStateException("can not init dataSource", e);
    }
    DefaultResourceManager.get().registerResource(this);
    if (ENABLE_TABLE_META_CHECKER_ENABLE) {
        //如果配置开关打开，会定时线程池不断更新表的元数据信息缓存到本地
        /**
        *每分钟查询一次数据源的表结构信息并缓存，在需要查询数据库结构时会用到，不然每次去数据库查询结构效率会很低。
        */
        tableMetaExcutor.scheduleAtFixedRate(() -> {
            try (Connection connection = dataSource.getConnection()) {
                TableMetaCacheFactory.getTableMetaCache(DataSourceProxy.this.getDbType())
                    .refresh(connection, DataSourceProxy.this.getResourceId());
            } catch (Exception ignore) {
            }
        }, 0, TABLE_META_CHECKER_INTERVAL, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    //Set the default branch type to 'AT' in the RootContext.
    RootContext.setDefaultBranchType(this.getBranchType());
}

这3个增强里面，前两个都比较容易理解，第三是最重要的。我们知道在AT模式里面，会自动记录undo log、资源锁定等等，都是通过ConnectionProxy完成的。

另外，DataSourceProxy重写了几个方法。

重点是getConnection，此时会返回一个ConnectionProxy，而不是原生的Connection

@Override
public ConnectionProxy getConnection() throws SQLException {
    Connection targetConnection = targetDataSource.getConnection();
    return new ConnectionProxy(this, targetConnection);
}

@Override
public ConnectionProxy getConnection(String username, String password) throws SQLException {
    Connection targetConnection = targetDataSource.getConnection(username, password);
    return new ConnectionProxy(this, targetConnection);
}

ConnectionProxy分析

ConnectionProxy继承了AbstractConnectionProxy。一看到Abstract，就知道它的父类封装了很多通用工作。它的父类里面还使用了PreparedStatementProxy、StatementProxy、DataSourceProxy。

我们先来分析AbstractConnectionProxy

AbstractConnectionProxy

在这个抽象连接对象中，定义了很多通用的逻辑，所以在这其中我们要关注的主要在于PreparedStatementProxy和StatementProxy，其实这里的通用逻辑就是数据源连接的步骤，获取连接，创建执行对象等等这些

@Override
public Statement createStatement() throws SQLException {
 //调用真实连接对象获得Statement对象
 Statement targetStatement = getTargetConnection().createStatement();
 //创建Statement的代理
 return new StatementProxy(this, targetStatement);
}

@Override
public PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException {
 //数据库类型，比如mysql、oracle等
 String dbType = getDbType();
 // support oracle 10.2+
 PreparedStatement targetPreparedStatement = null;
 //如果是AT模式且开启全局事务，那么就会进入if分支
 if (BranchType.AT == RootContext.getBranchType()) {
     List<SQLRecognizer> sqlRecognizers = SQLVisitorFactory.get(sql, dbType);
     if (sqlRecognizers != null && sqlRecognizers.size() == 1) {
         SQLRecognizer sqlRecognizer = sqlRecognizers.get(0);
         if (sqlRecognizer != null && sqlRecognizer.getSQLType() == SQLType.INSERT) {
             //得到表的元数据
             TableMeta tableMeta = TableMetaCacheFactory.getTableMetaCache(dbType).getTableMeta(getTargetConnection(),
                                                                                                sqlRecognizer.getTableName(), getDataSourceProxy().getResourceId());
             //得到表的主键列名
             String[] pkNameArray = new String[tableMeta.getPrimaryKeyOnlyName().size()];
             tableMeta.getPrimaryKeyOnlyName().toArray(pkNameArray);
             targetPreparedStatement = getTargetConnection().prepareStatement(sql,pkNameArray);
         }
     }
 }
 if (targetPreparedStatement == null) {
     targetPreparedStatement = getTargetConnection().prepareStatement(sql);
 }
 // 创建PreparedStatementProxy代理
 return new PreparedStatementProxy(this, targetPreparedStatement, sql);
}

分布式事务SQL执行

在这两个代理对象中，执行SQL语句的关键方法如下：

@Override
public ResultSet executeQuery(String sql) throws SQLException {
 this.targetSQL = sql;
 return ExecuteTemplate.execute(this, (statement, args) -> statement.executeQuery((String) args[0]), sql);
}

@Override
public int executeUpdate(String sql) throws SQLException {
 this.targetSQL = sql;
 return ExecuteTemplate.execute(this, (statement, args) -> statement.executeUpdate((String) args[0]), sql);
}

@Override
public boolean execute(String sql) throws SQLException {
 this.targetSQL = sql;
 return ExecuteTemplate.execute(this, (statement, args) -> statement.execute((String) args[0]), sql);
}

其他执行SQL语句的方法与上面三个方法都是类似的，都是调用ExecuteTemplate.execute方法，下面来看一下ExecuteTemplate类：

/**
* The type Execute template.
*
* @author sharajava
*/
public class ExecuteTemplate {

   /**
    * Execute t.
    *
    * @param <T>               the type parameter
    * @param <S>               the type parameter
    * @param statementProxy    the statement proxy
    * @param statementCallback the statement callback
    * @param args              the args
    * @return the t
    * @throws SQLException the sql exception
    */
   public static <T, S extends Statement> T execute(StatementProxy<S> statementProxy,
                                                    StatementCallback<T, S> statementCallback,
                                                    Object... args) throws SQLException {
       return execute(null, statementProxy, statementCallback, args);
   }

   /**
    * Execute t.
    *
    * @param <T>               the type parameter
    * @param <S>               the type parameter
    * @param sqlRecognizers    the sql recognizer list
    * @param statementProxy    the statement proxy
    * @param statementCallback the statement callback
    * @param args              the args
    * @return the t
    * @throws SQLException the sql exception
    */
   public static <T, S extends Statement> T execute(List<SQLRecognizer> sqlRecognizers,
                                                    StatementProxy<S> statementProxy,
                                                    StatementCallback<T, S> statementCallback,
                                                    Object... args) throws SQLException {
       // 如果没有全局锁，并且不是AT模式，直接执行SQL
       if (!RootContext.requireGlobalLock() && BranchType.AT != RootContext.getBranchType()) {
           // Just work as original statement
           return statementCallback.execute(statementProxy.getTargetStatement(), args);
       }

       // 得到数据库类型 ->MySQL
       String dbType = statementProxy.getConnectionProxy().getDbType();
       if (CollectionUtils.isEmpty(sqlRecognizers)) {
           //sqlRecognizers为SQL语句的解析器，获取执行的SQL，通过它可以获得SQL语句表名、相关的列名、类型的等信息，最后解析出对应的SQL表达式
           sqlRecognizers = SQLVisitorFactory.get(
                   statementProxy.getTargetSQL(),
                   dbType);
       }
       Executor<T> executor;
       if (CollectionUtils.isEmpty(sqlRecognizers)) {
           //如果seata没有找到合适的SQL语句解析器，那么便创建简单执行器PlainExecutor，
           //PlainExecutor直接使用原生的Statement对象执行SQL
           executor = new PlainExecutor<>(statementProxy, statementCallback);
       } else {
           if (sqlRecognizers.size() == 1) {
               SQLRecognizer sqlRecognizer = sqlRecognizers.get(0);
               switch (sqlRecognizer.getSQLType()) {
                   //下面根据是增、删、改、加锁查询、普通查询分别创建对应的处理器
                   case INSERT:
                       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 {
               // 此执行器可以处理一条SQL语句包含多个Delete、Update语句
               executor = new MultiExecutor<>(statementProxy, statementCallback, sqlRecognizers);
           }
       }
       T rs;
       try {
           // 执行器执行
           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;
   }

}

从ExecuteTemplate中可以看到，seata将SQL语句的执行委托给了不同的执行器。seata提供了6个执行器（模板模式），所有执行器的父类型为AbstractDMLBaseExecutor。

UpdateExecutor 执行update语句
InsertExecutor 执行insert语句
DeleteExecutor 执行delete语句
SelectForUpdateExecutor 执行select for update语句
PlainExecutor 执行普通查询语句
MultiExecutor 复合执行器，在一条SQL语句中执行多条语句

关系结构图

那我们继续向下看，这里我们要分析的就是executor.execute(args);方法，自然这里调用的就是父类的方法

@Override
public T execute(Object... args) throws Throwable {
   String xid = RootContext.getXID();
   if (xid != null) {
       // 获取xid
       statementProxy.getConnectionProxy().bind(xid);
   }
   // 设置全局锁
   statementProxy.getConnectionProxy().setGlobalLockRequire(RootContext.requireGlobalLock());
   return doExecute(args);
}

向下来看doExecute()方法，AbstractDMLBaseExecutor重写的方法

@Override
public T doExecute(Object... args) throws Throwable {
   AbstractConnectionProxy connectionProxy = statementProxy.getConnectionProxy();
   if (connectionProxy.getAutoCommit()) {
       return executeAutoCommitTrue(args);
   } else {
       return executeAutoCommitFalse(args);
   }
}

首先我们都清楚，数据库本身都是自动提交

@Override
public T doExecute(Object... args) throws Throwable {
   AbstractConnectionProxy connectionProxy = statementProxy.getConnectionProxy();
   if (connectionProxy.getAutoCommit()) {
       return executeAutoCommitTrue(args);
   } else {
       return executeAutoCommitFalse(args);
   }
}

进入executeAutoCommitTrue()方法中

protected T executeAutoCommitTrue(Object[] args) throws Throwable {
   ConnectionProxy connectionProxy = statementProxy.getConnectionProxy();
   try {
       // 更改为手动提交
       connectionProxy.changeAutoCommit();
       return new LockRetryPolicy(connectionProxy).execute(() -> {
           // 调用手动提交方法 得到分支业务最终结果
           T result = executeAutoCommitFalse(args);
           // 执行提交
           connectionProxy.commit();
           return result;
       });
   } catch (Exception e) {
       // when exception occur in finally,this exception will lost, so just print it here
       LOGGER.error("execute executeAutoCommitTrue error:{}", e.getMessage(), e);
       if (!LockRetryPolicy.isLockRetryPolicyBranchRollbackOnConflict()) {
           connectionProxy.getTargetConnection().rollback();
       }
       throw e;
   } finally {
       connectionProxy.getContext().reset();
       connectionProxy.setAutoCommit(true);
   }
}

然后我们查看connectionProxy.changeAutoCommit();更改为手动提交

protected T executeAutoCommitFalse(Object[] args) throws Exception {   if (!JdbcConstants.MYSQL.equalsIgnoreCase(getDbType()) && isMultiPk()) {       throw new NotSupportYetException("multi pk only support mysql!");   }   // 前镜像   TableRecords beforeImage = beforeImage();   // 执行具体业余   T result = statementCallback.execute(statementProxy.getTargetStatement(), args);   // 后镜像   TableRecords afterImage = afterImage(beforeImage);   // 暂存UndoLog，为了在Commit的时候保存到数据库   prepareUndoLog(beforeImage, afterImage);   return result;}

然后我们再回到executeAutoCommitTrue这个方法中向下看connectionProxy.commit();

@Overridepublic void commit() throws SQLException {   try {       LOCK_RETRY_POLICY.execute(() -> {           // 具体执行           doCommit();           return null;       });   } catch (SQLException e) {       if (targetConnection != null && !getAutoCommit() && !getContext().isAutoCommitChanged()) {           rollback();       }       throw e;   } catch (Exception e) {       throw new SQLException(e);   }}

进入到doCommit方法中

private void doCommit() throws SQLException {   //判断是否存在全局事务   if (context.inGlobalTransaction()) {       processGlobalTransactionCommit();   } else if (context.isGlobalLockRequire()) {       processLocalCommitWithGlobalLocks();   } else {       targetConnection.commit();   }}

此时很明显我们存在全局事务，所以进入到processGlobalTransactionCommit方法中

private void processGlobalTransactionCommit() throws SQLException {   try {       // 注册分支       register();   } catch (TransactionException e) {       recognizeLockKeyConflictException(e, context.buildLockKeys());   }   try {       //写入数据库undolog       UndoLogManagerFactory.getUndoLogManager(this.getDbType()).flushUndoLogs(this);       //执行原生提交       targetConnection.commit();   } catch (Throwable ex) {       LOGGER.error("process connectionProxy commit error: {}", ex.getMessage(), ex);       report(false);       throw new SQLException(ex);   }   if (IS_REPORT_SUCCESS_ENABLE) {       report(true);   }   context.reset();}

其中的register方法就是注册分支事务的方法，同时还有把undolog写入数据库和执行提交的操作

// 注册分支事务，生成分支事务idprivate void register() throws TransactionException {   if (!context.hasUndoLog() || !context.hasLockKey()) {       return;   }   // 注册分支事务   Long branchId = DefaultResourceManager.get().branchRegister(BranchType.AT, getDataSourceProxy().getResourceId(),                                                               null, context.getXid(), null, context.buildLockKeys());   context.setBranchId(branchId);}

接下来我们就具体看看写入数据库的方法flushUndoLogs

@Overridepublic void flushUndoLogs(ConnectionProxy cp) throws SQLException {   ConnectionContext connectionContext = cp.getContext();   if (!connectionContext.hasUndoLog()) {       return;   }   String xid = connectionContext.getXid();   long branchId = connectionContext.getBranchId();   BranchUndoLog branchUndoLog = new BranchUndoLog();   branchUndoLog.setXid(xid);   branchUndoLog.setBranchId(branchId);   branchUndoLog.setSqlUndoLogs(connectionContext.getUndoItems());   UndoLogParser parser = UndoLogParserFactory.getInstance();   byte[] undoLogContent = parser.encode(branchUndoLog);   CompressorType compressorType = CompressorType.NONE;   if (needCompress(undoLogContent)) {       compressorType = ROLLBACK_INFO_COMPRESS_TYPE;       undoLogContent = CompressorFactory.getCompressor(compressorType.getCode()).compress(undoLogContent);   }   if (LOGGER.isDebugEnabled()) {       LOGGER.debug("Flushing UNDO LOG: {}", new String(undoLogContent, Constants.DEFAULT_CHARSET));   }   // 写入数据库具体位置   insertUndoLogWithNormal(xid, branchId, buildContext(parser.getName(), compressorType), undoLogContent, cp.getTargetConnection());}

具体写入方法，此时我们使用的是MySql，所以执行的是MySql实现类

@Overrideprotected void insertUndoLogWithNormal(String xid, long branchId, String rollbackCtx, byte[] undoLogContent,                                      Connection conn) throws SQLException {   insertUndoLog(xid, branchId, rollbackCtx, undoLogContent, State.Normal, conn);}@Overrideprotected void insertUndoLogWithGlobalFinished(String xid, long branchId, UndoLogParser parser, Connection conn) throws SQLException {   insertUndoLog(xid, branchId, buildContext(parser.getName(), CompressorType.NONE), parser.getDefaultContent(), State.GlobalFinished, conn);}// 具体写入private void insertUndoLog(String xid, long branchId, String rollbackCtx, byte[] undoLogContent,                          State state, Connection conn) throws SQLException {   try (PreparedStatement pst = conn.prepareStatement(INSERT_UNDO_LOG_SQL)) {       pst.setLong(1, branchId);       pst.setString(2, xid);       pst.setString(3, rollbackCtx);       pst.setBytes(4, undoLogContent);       pst.setInt(5, state.getValue());       pst.executeUpdate();   } catch (Exception e) {       if (!(e instanceof SQLException)) {           e = new SQLException(e);       }       throw (SQLException) e;   }}

posted @ 2022-05-21 11:05 ZT丶阅读(962) 评论(0) 编辑收藏举报

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