分布式事务(4)XA规范

4.1 XA 规范

X/Open的组织定义了分布式事务的模型,这里面有几个角色,AP(Application,应用程序),TM(Transaction Manager,事务管理器),RM(Resource Manager,资源管理器),CRM(Communication Resource Manager,通信资源管理器)。

全局事务:X/Open组织定义了一套分布式事务的模型和规范。一个横跨多个数据库的事务。就是一个事务里,涉及了多个数据库的操作,然后要保证多个数据库中,任何一个操作失败了,其他所有库的操作全部回滚,这就是所谓的分布式事务。

DTP(Distributed Transaction Processing Reference Model):分布式事务处理模型。TM、RM、AP等角色的分布式事务的模型。

JTA事务:Java Transaction API,分布式事务的编程API,它是按照XA、DTP那套模型和规范来搞的,在J2EE中,单库的事务是通过JDBC事务来支持的,如果是跨多个库的事务,是通过JTA API来支持的,通过JTA API可以协调和管理横跨多个数据库的分布式事务,一般来说会结合JNDI。

4.2 2PC协议

2PC,Two-Phase Commit,即二阶段提交,二阶段提交协议是将事务的提交过程分成了两个阶段来进行处理。

MySQL支持的是2PC协议。


2PC协议.png

2PC协议的缺陷:

1、同步阻塞:在阶段一里执行prepare操作会占用资源,一直到整个分布式事务完成,才会释放资源,这个过程中,如果有其他人要访问这个资源,就会被阻塞住。

2、单点故障:TM是个单点。

3、事务状态丢失:即使把TM做成一个双机热备的,一个TM挂了自动选举其他的TM出来,但是如果TM挂掉的同时,接收到commit消息的某个库也挂了,此时即使重新选举了其他的TM,根本不知道这个分布式事务当前的状态,因为不知道哪个库接收过commit消息,哪个接收过commit消息的库也挂了。

4、脑裂问题:在阶段二中,如果发生了脑裂问题,那么就会导致某些数据库没有接收到commit消息,有些库收到了commit消息。

4.3 3PC协议

3PC,Three-Phase Commit,即三阶段提交,是2PC的改进版,其将二阶段提交协议的"提交事务请求"过程一分为二,形成了CanCommit、PreCommit和do Commit三个阶段组成的事务处理协议。


3PC协议.png

3PC协议的缺陷:

如果TM在DoCommit阶段发送了abort消息给各个库,结果因为脑裂问题,某个库没接收到abort消息,自己还去进行commit操作,导致数据出错。

4.4 JTA + Atomikos

XA分布式事务:管理横跨多个数据库的分布式事务。一般用于单系统多库的场景,要是多系统多库,比较麻烦。

JTA负责Atomikos框架的一个指挥和调度,让它按照事务的基本步骤来走,Atomikos框架相当于是DTP模型里的TM,跟各个MySQL(RM)通信,XA START、XA END、XA COMMIT、XA ROLLBACK等符合XA规范的一套接口调用。

实现原理:创建分布式事务的时候,创建一个代表了分布式事务的对象。在各个SQL执行的时候,必须从 自定义的DataSource里面获取Connection,对Connection的prepareStatement()方法的调用,需要进行拦截,去对各个库执行XA START指令,以及定义好SQL;在提交事务的时候,需要去对各个库执行XA PREPARE指令,如果都成功,就执行XA COMMIT指令,如果失败,就执行XA ROLLBACK指令。

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