MySQL 从5.0.3开始支持XA分布式事务,且只有InnoDB存储引擎支持。MySQL Connector/J 从5.0.0版本之后开始直接提供对XA的支持。
需要注意的是, 在DTP模型中,mysql属于资源管理器(RM)。而一个完整的分布式事务中,一般会存在多个RM,由事务管理器TM来统一进行协调。因此,这里所说的mysql对XA分布式事务的支持,一般指的是单台mysql实例如何执行自己的事务分支。
MySQL XA 事务SQL语法
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/xa-statements.html
XA {START|BEGIN} xid [JOIN|RESUME] //开启XA事务,如果使用的是XA START而不是XA BEGIN,那么不支持[JOIN|RESUME],xid是一个唯一值,表示事务分支标识符
XA END xid [SUSPEND [FOR MIGRATE]] //结束一个XA事务,不支持[SUSPEND [FOR MIGRATE]]
XA PREPARE xid 准备提交
XA COMMIT xid [ONE PHASE] //提交,如果使用了ONE PHASE,则表示使用一阶段提交。两阶段提交协议中,如果只有一个RM参与,那么可以优化为一阶段提交
XA ROLLBACK xid //回滚
XA RECOVER [CONVERT XID] //列出所有处于PREPARE阶段的XA事务
下面是一个简单的msyql XA事务案例,演示了mysql作为全局事务中的一个事务分支,将一行记录插入到一个表中
mysql> XA START 'xatest’; //其中'xatest’就是xid的值
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> insert into user(name) values("tianshozuhi");
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> XA END 'xatest';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> XA PREPARE 'xatest';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> XA COMMIT 'xatest';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Mysql XA事务状态
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/xa-states.html
XA事务的状态,按照如下步骤进行展开
1. 使用XA START来启动一个XA事务,并把它置于ACTIVE
状态。
2. 对于一个ACTIVE状态的 XA事务,我们可以执行构成事务的SQL语句,然后发布一个XA END语句。XA END把事务放入IDLE
状态。
3. 对于一个IDLE 状态XA事务,可以执行一个XA PREPARE语句或一个XA COMMIT…ONE PHASE语句:
XA PREPARE把事务放入
PREPARED
状态。在此点上的XA RECOVER语句将在其输出中包括事务的xid值,因为XA RECOVER会列出处于PREPARED状态的所有XA事务。XA COMMIT…ONE PHASE用于预备和提交事务。xid值将不会被XA RECOVER列出,因为事务终止。
4. 对于一个PREPARED状态的 XA事务,您可以发布一个XA COMMIT语句来提交和终止事务,或者发布XA ROLLBACK来回滚并终止事务。
针对一个给定的客户端连接而言,XA事务和非XA事务(即本地事务)是互斥的。例如,已经执行了”XA START”命令来开启一个XA事务,则本地事务不会被启动,直到XA事务已经被提交或被 回滚为止。相反的,如果已经使用START TRANSACTION启动一个本地事务,则XA语句不能被使用,直到该事务被提交或被 回滚为止。
最后,如果一个XA事务处于ACTIVE状态,是不能直接进行提交的,如果这样做,mysql会抛出异常:
ERROR 1399 (XAE07): XAER_RMFAIL: The command cannot be executed
when global transaction is in the ACTIVE state
3 关于XID的说明
mysql中使用xid来作为一个事务分支的标识符。事实上xid作为事务分支标识符是在XA规范中定义的,在<< Distributed Transaction Processing: The XA Specification>> 4.2 节中,规定了一个xid的结构,通过C语言进行描述,如下:
/∗
∗ Transaction branch identification: XID and NULLXID:
∗/
#define XIDDATASIZE 128 /∗ size in bytes ∗/
#define MAXGTRIDSIZE 64 /∗ maximum size in bytes of gtrid ∗/
#define MAXBQUALSIZE 64 /∗ maximum size in bytes of bqual ∗/
struct xid_t {
long formatID; /* format identifier */
long gtrid_length; /* value 1-64 */
long bqual_length; /* value 1-64 */
char data[XIDDATASIZE];
};
/∗
∗ A value of -1 in formatID means that the XID is null.
∗/
typedef struct xid_t XID;
/∗
∗ Declarations of routines by which RMs call TMs:
∗/
extern int ax_reg(int, XID ∗, long);
extern int ax_unreg(int, long);
XA规范定义了一个xid有4个部分组成:
gtrid:
全局事务标识符(global transaction identifier),最大不能超过64字节
bqual:
分支限定符(branch qualifier),最大不能超过64字节
data:
xid的值,其是 gtrid和bqual拼接后的内容。因为gtrid和bqual最大都是64个字节,因此data的最大长度为128。不过,在xid的结构体中,并没有gtrid和bqual,只有gtrid_length、bqual_length。由于二者的内容都存储在data中,因此我们可以根据data反推出gtrid和bqual。举例来说,假设gtrid为”g12345”(5个字节),bqual为”b456”(4个字节)。那么在构造xid结构体时,gtrid_length=5,bqual_length=4,data=”g12345b456”,那么在反推的时候:
从data[0]到data[gtrid_length-1]之间的部分就是gtrid的值;从data[gtrid_length]到data[gtrid_length+bqual_length-1]部分就是bqual的值。
formatId:
而formatId的作用就是记录gtrid、bqual的格式,类似于memcached中flags字段的作用。XA规范中通过一个结构体约定了xid的组成部分,但是并没有规定data中存储的gtrid、bqual内容到底应该是什么格式。你可以选择使用数字,也可以选择使用字符串,到底选择什么由开发者自行决定,只要最终能保证data中的内容是全局唯一的即可。XA规范建议使用OSI CCR风格来组织xid的内容,此时formatId应该设置为0.
在mysql官方文档中,关于xid的组成也有类似的说明:
xid: gtrid [, bqual [, formatID ]]
其中,bqual、formatID是可选的。解释如下:
gtrid : 是一个全局事务标识符(global transaction identifier),
bqual:是一个分支限定符(branch qualifier),如果没有提供bqual,那么默认值为空字符串''。
formatID:是一个数字,用于标记gtrid和bqual值的格式,这是一个无符号整数(unsigned integer),也就是说,最小为0。如果没有提供formatID,那么其默认值为1。
特别需要注意的是,xid作为一个事务分支的标识符,理论上只要有分支限定符(bqual)就可以了,为什么要包含全局事务标识符(gtrid)?这主要是为了管理方便,通过包含进xid,我们可以很容易的判断出这个事务分支属于哪一个全局事务。
例如,前面提到 XA RECOVER命令的作用是列出所有处于PREPARE阶段的XA事务,以下是一个案例:
mysql> XA RECOVER;
+----------+--------------+--------------+--------------+
| formatID | gtrid_length | bqual_length | data |
+----------+--------------+--------------+--------------+
| 1 | 6 | 6 | g12345b67890 |
+----------+--------------+--------------+--------------+
这里列出的是一个分支事务xid的组成信息,根据前面的介绍,我们可以推断出:
gtrid是data[0]到data[gtrid_length-1]部分的内容,即data[0]到data[6-1=5]部分的内容,结果为g12345;
而bqual是data[gtrid_length]到data[gtrid_length+bqual_length-1]部分的内容,即data[6]到data[6+6-1=11]部分的内容,结果b67890。
因此,根据这个信息,我们就可以判断出这个xid表示的是:全局事务(g12345)中的事务分支(b67890)。
4、通过jdbc操作mysql xa事务
MySQL Connector/J 从5.0.0版本之后开始直接提供对XA的支持,也就是提供了java版本XA接口的实现。意味着我们可以直接通过java代码来执行mysql xa事务。
需要注意的是,业务开发人员在编写代码时,不应该直接操作这些XA事务操作的接口。因为在DTP模型中,RM上的事务分支的开启、结束、准备、提交、回滚等操作,都应该是由事务管理器TM来统一管理。
由于目前我们还没有接触到TM,那么我们不妨做一回"人肉事务管理器",用你智慧的大脑,来控制多个mysql实例上xa事务分支的执行,提交/回滚。通过直接操作这些接口,你将对xa事务有更深刻的认识。
import com.mysql.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXAConnection;
import com.mysql.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXid;
import javax.sql.XAConnection;
import javax.transaction.xa.XAException;
import javax.transaction.xa.XAResource;
import javax.transaction.xa.Xid;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;
public class MysqlXAConnectionTest {
public static void main(String[] args) throws SQLException {
//true表示打印XA语句,,用于调试
boolean logXaCommands = true;
// 获得资源管理器操作接口实例 RM1
Connection conn1 = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "shxx12151022");
XAConnection xaConn1 = new MysqlXAConnection((com.mysql.jdbc.Connection) conn1, logXaCommands);
XAResource rm1 = xaConn1.getXAResource();
// 获得资源管理器操作接口实例 RM2
Connection conn2 = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root",
"shxx12151022");
XAConnection xaConn2 = new MysqlXAConnection((com.mysql.jdbc.Connection) conn2, logXaCommands);
XAResource rm2 = xaConn2.getXAResource();
// AP请求TM执行一个分布式事务,TM生成全局事务id
byte[] gtrid = "g12345".getBytes();
int formatId = 1;
try {
// ==============分别执行RM1和RM2上的事务分支====================
// TM生成rm1上的事务分支id
byte[] bqual1 = "b00001".getBytes();
Xid xid1 = new MysqlXid(gtrid, bqual1, formatId);
// 执行rm1上的事务分支
rm1.start(xid1, XAResource.TMNOFLAGS);//One of TMNOFLAGS, TMJOIN, or TMRESUME.
PreparedStatement ps1 = conn1.prepareStatement("INSERT into user(name) VALUES ('tianshouzhi')");
ps1.execute();
rm1.end(xid1, XAResource.TMSUCCESS);
// TM生成rm2上的事务分支id
byte[] bqual2 = "b00002".getBytes();
Xid xid2 = new MysqlXid(gtrid, bqual2, formatId);
// 执行rm2上的事务分支
rm2.start(xid2, XAResource.TMNOFLAGS);
PreparedStatement ps2 = conn2.prepareStatement("INSERT into user(name) VALUES ('wangxiaoxiao')");
ps2.execute();
rm2.end(xid2, XAResource.TMSUCCESS);
// ===================两阶段提交================================
// phase1:询问所有的RM 准备提交事务分支
int rm1_prepare = rm1.prepare(xid1);
int rm2_prepare = rm2.prepare(xid2);
// phase2:提交所有事务分支
boolean onePhase = false; //TM判断有2个事务分支,所以不能优化为一阶段提交
if (rm1_prepare == XAResource.XA_OK
&& rm2_prepare == XAResource.XA_OK
) {//所有事务分支都prepare成功,提交所有事务分支
rm1.commit(xid1, onePhase);
rm2.commit(xid2, onePhase);
} else {//如果有事务分支没有成功,则回滚
rm1.rollback(xid1);
rm1.rollback(xid2);
}
} catch (XAException e) {
// 如果出现异常,也要进行回滚
e.printStackTrace();
}
}
}
在这个案例中,演示了2个RM的情况下分布式事务的工作流程。因为我们充当了"人肉事务管理器”TM,因此很多本应该由TM来处理的工作处理细节也直接体现在上述代码中,如:生成全局事务id和分支事务id、在RM上开启事务分支、两阶段提交等。虽然我们自己作为"人肉事务管理器”是很不可靠的,但是上述代码可以让我们了解一个TM内部的主要工作流程是怎样的。
在实际开发中,代码绝不会像上表面那样复杂,因为我们通常都会使用第三方或者容器提供的TM功能,因此在操作分布式事务时,代码可以得到极大的简化。
最后,由于我们设置了logXaCommands=true,程序在运行的时候回打印出执行的XA命令。如下所示:
Fri Feb 02 18:09:29 CST 2018 DEBUG: Executing XA statement: XA START 0x673132333435,0x623030303031,0x1
Fri Feb 02 18:09:29 CST 2018 DEBUG: Executing XA statement: XA END 0x673132333435,0x623030303031,0x1
Fri Feb 02 18:09:29 CST 2018 DEBUG: Executing XA statement: XA START 0x673132333435,0x623030303032,0x1
Fri Feb 02 18:09:29 CST 2018 DEBUG: Executing XA statement: XA END 0x673132333435,0x623030303032,0x1
Fri Feb 02 18:09:29 CST 2018 DEBUG: Executing XA statement: XA PREPARE 0x673132333435,0x623030303031,0x1
Fri Feb 02 18:09:29 CST 2018 DEBUG: Executing XA statement: XA PREPARE 0x673132333435,0x623030303032,0x1
Fri Feb 02 18:09:29 CST 2018 DEBUG: Executing XA statement: XA COMMIT 0x673132333435,0x623030303031,0x1
Fri Feb 02 18:09:29 CST 2018 DEBUG: Executing XA statement: XA COMMIT 0x673132333435,0x623030303032,0x1
5 MySQL Connector/J XA事务支持源码简单分析
最后,我们对上述源码进行一下简单的分析。在前面直接使用mysql命令操作的时候,我们通过"XA START xid”等XA命令来执行XA事务。而在上述java代码中,我们是获取了一个普通的链接Connection之后,封装成了MysqlXAConnection
。如下:
com.mysql.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXAConnection
public class MysqlXAConnection extends MysqlPooledConnection implements XAConnection, XAResource {
private com.mysql.jdbc.Connection underlyingConnection;
private Log log;
protected boolean logXaCommands;
//构造方法
public MysqlXAConnection(com.mysql.jdbc.Connection connection, boolean logXaCommands) throws SQLException {
super(connection);
this.underlyingConnection = connection;
this.log = connection.getLog();
this.logXaCommands = logXaCommands;
}
…
}
可以看到,MysqlXAConnection本身就实现了XAResource
接口,因此当调用getXAResource()方法时,返回的就是其自己
com.mysql.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXAConnection#getXAResource
public XAResource getXAResource() throws SQLException {
return this;
}
之后,我们调用XAResource的start方法来开启XA事务。start方法源码如下所示:
com.mysql.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXAConnection#start
public void start(Xid xid, int flags) throws XAException {
//1、封装XA命令
StringBuilder commandBuf = new StringBuilder(MAX_COMMAND_LENGTH);
commandBuf.append("XA START ");
appendXid(commandBuf, xid);
//2、添加flag标记
switch (flags) {
case TMJOIN:
commandBuf.append(" JOIN");
break;
case TMRESUME:
commandBuf.append(" RESUME");
break;
case TMNOFLAGS:
// no-op
break;
default:
throw new XAException(XAException.XAER_INVAL);
}
//执行命令
dispatchCommand(commandBuf.toString());
this.underlyingConnection.setInGlobalTx(true);
}
可以看到,当我们调用MysqlXAConnection的start方法时,实际上就是执行了一个”XA START xid [JOIN|RESUME]”命令而已,和我们直接在命令行中的操作是一样一样的,只不过通过封装简化了我们的操作。
对于MysqlXAConnection的end、prepare、commit、rollback等方法,也都是是类似的,不再赘述。
最后提示, MySQL Connector/J 中提供的XA操作接口,如上面提到的XAConnection、XAResource、Xid等,实际上都遵循了JTA规范。