Seata AT模式
Seata 1.6.1
可参考文档
基本术语
TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者
维护全局和分支事务的状态，驱动全局事务提交或回滚。就是Seata Server。
TM (Transaction Manager) - 事务管理器
定义全局事务的范围：开始全局事务、提交或回滚全局事务。可以理解为GlobalTransactional标注的地方
RM (Resource Manager) - 资源管理器
管理分支事务处理的资源，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态，并驱动分支事务提交或回滚。
基本原理
AT模式主要分为2个阶段，也是一个2阶段提交模式
一阶段
- 本地事务执行数据库SQL，此时可能会获取本地行锁，看具体执行的SQL(MySQL自己支持)，并解析语句执行之前的数据镜像(before image)，以及执行之后的数据镜像(after image)保存到undo_log表中。before image用于全局事务回滚时的恢复，after image用户回滚时的比对，如果回滚时发现当前数据库的数据与after image不一致，说明中间有别的操作修改，此时便无法直接回滚了。(undo_log日志与业务SQL在同一个本地事务执行)
- 本地事务提交之前，需要拿到全局锁，才能进行提交。在提交之前，向TC(事务协调器)注册分支事务，获取改动数据的全局锁。获取全局锁的尝试被限制在一定范围内，超出范围将放弃，并回滚本地事务，释放本地锁。
二阶段提交
- 收到 TC 的分支提交请求，把请求放入一个异步任务的队列中，马上返回提交成功的结果给 TC。
- 异步任务阶段的分支提交请求将异步和批量地删除相应 UNDO LOG 记录。
二阶段回滚
- 收到 TC 的分支回滚请求，开启一个本地事务，执行如下操作。
- 通过 XID(全局事务ID) 和 Branch ID(分支事务ID)查找到相应的 UNDO LOG 记录。
- 数据校验：拿 UNDO LOG 中的after image与当前数据进行比较，如果有不同，说明数据被当前全局事务之外的动作做了修改。这种情况，需要根据配置策略来做处理。
- 根据 UNDO LOG 中的before image和业务 SQL 的相关信息生成并执行回滚的语句。
- 提交本地事务。并把本地事务的执行结果（即分支事务回滚的结果）上报给 TC。
写隔离
结合官网例子，记录自己的思考，假设事务A和事务B都是全局事务的一个分支事务，如果没有全局锁的存在，由于本地事务A在一阶段就已经提交了，那么本地事务A持有的行锁也会释放掉，那么别的事务B就能随意修改数据进行提交。此时事务A所在的全局事务通知本地事务A回滚，这个回滚操作就无法执行了，因为数据发生了变更，而事务B也相当于发生了脏写，因为操作的数据是在事务A执行后的结果。 如余额初始值为100，事务A扣减10，变成了90，事务B扣减10，变成了80，但是事务A是要回滚的，正常应该是事务B从100扣减10，最终结果为90。
如果有全局事务的存在，本地事务B修改了数据进行提交(持有本地行锁)，但是事务B它需要获取全局锁才能提交，而本地事务A所在的全局事务二阶段还没结束，所以本地事务B是申请不到全局锁的，这个时候事务A所在的全局事务通知本地事务A回滚，而回滚操作肯定是要先获取数据的行锁的，此时锁的持有情况，事务A持有全局锁，想要申请数据的本地行锁，事务B持有数据的本地行锁，想要申请全局锁。 即发生死锁，而申请全局锁的的尝试时间要短的多，超过时间后将放弃申请全局锁，并回滚本地事务，释放本地行锁，这时事务A便能拿到本地行锁进行回滚，然后释放全局锁。
根据上述分析，必须是两个Seata全局事务去操作，才能避免脏写，如果另外一个事物不是Seata管理的事务，因为没有全局锁，会存在脏写问题。
@GlobalLock
与@GlobalTransactional注解不同，它不会开启一个全局事务，不会注册分支事务到TC中，但是有该注解时，之后的SQL也会被Seata进行代理，它的作用是本地事务提交前会检查下当前是否有全局锁的存在，如果存在全局锁则会抛异常，让本地事务回滚。因此使用该注解也能解决上面的脏写问题，即一个Seata管理的全局事务和一个@GlobalLock注解的其它事务。
相关逻辑可参见Seata的ConnectionProxy类，重写了commit方法
@Override
public void commit() throws SQLException {
try {
lockRetryPolicy.execute(() -> {
doCommit();
return null;
});
} catch (SQLException e) {
if (targetConnection != null && !getAutoCommit() && !getContext().isAutoCommitChanged()) {
rollback();
}
throw e;
} catch (Exception e) {
throw new SQLException(e);
}
}
private void doCommit() throws SQLException {
// 在全局事务中, 会注册分支事务到TC中
if (context.inGlobalTransaction()) {
processGlobalTransactionCommit();
} else if (context.isGlobalLockRequire()) {
// 会检查是否有全局锁, 若存在默认抛异常
processLocalCommitWithGlobalLocks();
} else {
// 执行原本逻辑
targetConnection.commit();
}
}
SELECT FOR UPDATE
在数据库本地事务隔离级别 读已提交（Read Committed） 或以上的基础上，Seata（AT 模式）的默认全局隔离级别是 读未提交（Read Uncommitted） 。因为全局事务没有提交时，本地事务已经提交了，所以别的事务是可以看到数据的修改的。
如果应用在特定场景下，必需要求全局的 读已提交 ，目前 Seata 的方式是通过 SELECT FOR UPDATE 语句的代理。
在全局事务或者@GlobalLock注解的方法中，Seata 会对SELECT FOR UPDATE语句进行代理，注意普通的select语句不会被代理。SELECT FOR UPDATE 语句的执行会申请 全局锁 ，如果 全局锁 被其他事务持有，则释放本地锁（回滚 SELECT FOR UPDATE 语句的本地执行）并重试，再次执行该语句。
同时回滚该SELECT FOR UPDATE语句时，采用了保存点的方式，避免把SELECT FOR UPDATE语句之前的操作也回滚了。
SelectForUpdateExecutor.java
@Override
public T doExecute(Object... args) throws Throwable {
Connection conn = statementProxy.getConnection();
DatabaseMetaData dbmd = conn.getMetaData();
T rs;
Savepoint sp = null;
boolean originalAutoCommit = conn.getAutoCommit();
try {
if (originalAutoCommit) {
conn.setAutoCommit(false);
} else if (dbmd.supportsSavepoints()) {
// 设置保存点
sp = conn.setSavepoint();
} else {
throw new SQLException("not support savepoint. please check your db version");
}
LockRetryController lockRetryController = new LockRetryController();
ArrayList<List<Object>> paramAppenderList = new ArrayList<>();
String selectPKSQL = buildSelectSQL(paramAppenderList);
// 死循环
while (true) {
try {
// 执行目标select for update语句
rs = statementCallback.execute(statementProxy.getTargetStatement(), args);
// Try to get global lock of those rows selected
TableRecords selectPKRows = buildTableRecords(getTableMeta(), selectPKSQL, paramAppenderList);
String lockKeys = buildLockKey(selectPKRows);
if (StringUtils.isNullOrEmpty(lockKeys)) {
break;
}
if (RootContext.inGlobalTransaction() || RootContext.requireGlobalLock()) {
// @GlobalTransactional or @GlobalLock,
// 检查全局锁是否存在, 存在抛LockConflictException
statementProxy.getConnectionProxy().checkLock(lockKeys);
} else {
throw new RuntimeException("Unknown situation!");
}
break;
} catch (LockConflictException lce) {
// 存在全局锁, 回滚到之前的保存点
if (sp != null) {
conn.rollback(sp);
} else {
conn.rollback();
}
// 休眠之后下一轮循环重试
lockRetryController.sleep(lce);
}
}
} finally {
if (sp != null) {
try {
if (!JdbcConstants.ORACLE.equalsIgnoreCase(getDbType())) {
conn.releaseSavepoint(sp);
}
} catch (SQLException e) {
LOGGER.error("{} release save point error.", getDbType(), e);
}
}
if (originalAutoCommit) {
conn.setAutoCommit(true);
}
}
return rs;
}
全局事务ID管理
// 获取全局事务ID
RootContext.getXID();
// 绑定全局事务
RootContext.bind(String xid);
这里有一个问题，不同的分支事务可能压根不在同一个应用中，别的分支事务如何知道自己处于一个全局事务中呢？
/**
* 开启全局事务, 主分支事务A
*/
@GlobalTransactional
@Override
public void purchase(PurchaseVO purchaseVO, boolean throwExp) {
// 分支事务B(http通信)
storageFeignClient.deduce();
// 分支事务C(http通信)
orderFeignClient.create();
}
Seata是通过拦截HTTP请求，将全局事务id设置到请求头中，别的处理器(SpringMVC)处理请求时从请求头中获取全局事务ID，然后绑定到RootContext中。
别的RPC请求方式同理。
Http请求拦截实现如下
AbstractHttpExecutor.java
private <K> K wrapHttpExecute(Class<K> returnType, CloseableHttpClient httpClient, HttpUriRequest httpUriRequest,
Map<String, String> headers) throws IOException {
CloseableHttpResponse response;
String xid = RootContext.getXID();
if (xid != null) {
// 发送请求前设置请求头
headers.put(RootContext.KEY_XID, xid);
}
if (!headers.isEmpty()) {
headers.forEach(httpUriRequest::addHeader);
}
response = httpClient.execute(httpUriRequest);
int statusCode = response.getStatusLine().getStatusCode();
/** 2xx is success. */
if (statusCode < HttpStatus.SC_OK || statusCode > HttpStatus.SC_MULTI_STATUS) {
throw new RuntimeException("Failed to invoke the http method "
+ httpUriRequest.getURI() + " in the service "
+ ". return status by: " + response.getStatusLine().getStatusCode());
}
return convertResult(response, returnType);
}
TransactionPropagationInterceptor.java
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {
// 处理请求前, 绑定全局事务id
String rpcXid = request.getHeader(RootContext.KEY_XID);
return this.bindXid(rpcXid);
}
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
if (RootContext.inGlobalTransaction()) {
// 处理请求后, 清理全局事务id
String rpcXid = request.getHeader(RootContext.KEY_XID);
this.cleanXid(rpcXid);
}
}
