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Shardingsphere 整合 Atomikos 对 XA 分布式事务的支持（1）

 3 years ago
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Apache ShardingSphere 是一套开源的分布式数据库中间件解决方案组成的生态圈，它由 JDBC、Proxy 和 Sidecar（规划中）这 3 款相互独立，却又能够混合部署配合使用的产品组成。它们均提供标准化的数据分片、分布式事务和数据库治理功能，可适用于如 Java 同构、异构语言、云原生等各种多样化的应用场景。

ShardingSphere 已于 2020 年 4 月 16 日成为 Apache 软件基金会的顶级项目。

分布式系统 CAP 理论

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一致性（Consistency）

  • 一致性指 all nodes see the same data at the same time ，即更新操作成功并返回客户端完成后，所有节点在同一时间的数据完全一致，不能存在中间状态。

  • 关于一致性，如果用户时刻看到的数据都是一致的，那么称之为强一致性。如果允许存在中间状态，只要求经过一段时间后，数据最终是一致的，则称之为最终一致性。此外，如果允许存在部分数据不一致，那么就称之为弱一致性

可用性（Availability）

  • 可用性是指系统提供的服务必须一直处于可用的状态，对于用户的每一个操作请求总是能够在有限的时间内返回结果。 有限的时间内是指 :对于用户的一个操作请求，系统必须能够在指定的时间内返回对应的处理结果，如果超过了这个时间范围，那么系统就被认为是不可用的。

  • 返回结果 是可用性的另一个非常重要的指标，它要求系统在完成对用户请求的处理后，返回一个正常的响应结果，不论这个结果是成功还是失败。

分区容错性（Partition tolerance ）

  • 布式系统在遇到任何网络分区故障的时候，仍然需要能够保证对外提供满足一致性和可用性的服务，除非是整个网络环境都发生了故障。

X/Open DTP 模型与 XA 规范

X/Open，即现在的 open group，是一个独立的组织，主要负责制定各种行业技术标准。官网地址： http://www.opengroup.org/ 。X/Open 组织主要由各大知名公司或者厂商进行支持，这些组织不光遵循 X/Open 组织定义的行业技术标准，也参与到标准的制定。下图展示了 open group 目前主要成员(官网截图)：

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DTP 模型

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  • 应用程序(Application Program ，简称AP)：用于定义事务边界(即定义事务的开始和结束)，并且在事务边界内对资源进行操作。

  • 资源管理器(Resource Manager，简称RM,一般也称为事务参与者)：如数据库、文件系统等，并提供访问资源的方式。

  • 事务管理器(Transaction Manager ，简称TM，一般也称为事务协调者)：负责分配事务唯一标识，监控事务的执行进度，并负责事务的提交、回滚等。

XA 规范

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这里的接口规范特别多，我们只要来讲讲几个最重要的。

  • xa_start : 在 RM 端调用此接口开启一个 XA 事务，后面需要接上 XID 作为参数。

  • xa_end : 取消当前线程与事务的关联， 与 xa_start 是配对使用。

  • xa_prepare : 询问 RM 是否已经准备好了提交事务。

  • xa_commit : 通知 RM 提交事务分支。

  • xa_rollback : 通知 RM 提交回滚事务分支。

XA 二阶段提交

  • 阶段一 ：TM通知各个RM准备提交它们的事务分支。如果RM判断自己进行的工作可以被提交，那就就对工作内容进行持久化，再给TM肯定答复；要是发生了其他情况，那给TM的都是否定答复。在发送了否定答复并回滚了已经的工作后，RM就可以丢弃这个事务分支信息。

  • 阶段二 ：TM根据阶段1各个RM prepare的结果，决定是提交还是回滚事务。如果所有的RM都prepare成功，那么TM通知所有的RM进行提交；如果有RM prepare失败的话，则TM通知所有RM回滚自己的事务分支。

MySQL 对 XA 协议的支持

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 XA 事务。

MySQL 在 DTP 模型中也是属于资源管理器 RM 。

MySQL XA 事务的 SQL 语法

XA START xid //开启XA事务，xid是一个唯一值，表示事务分支标识符

XA END xid //结束一个XA事务，

XA PREPARE xid 准备提交

XA COMMIT xid [ONE PHASE] //提交事务。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

复制代码

MySQL xid 详解

mysql 中使用 xid 来作为一个事务分支的标识符。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);

复制代码

  • 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。

  • formatId ：记录gtrid、bqual的格式，类似于memcached中flags字段的作用。

  • data ：xid的值，其是 gtrid和bqual拼接后的内容。

MySQL XA 事务状态

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JTA 规范


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