MySQL數(shù)據(jù)庫分布式事務(wù)XA的實現(xiàn)原理分析

　1 原理

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關(guān)于MySQL數(shù)據(jù)庫的分布式事務(wù)XA，分布式事務(wù)實現(xiàn)的原理，可見[3];關(guān)于MySQL XA的說明，可見[1][2]。

MySQL XA分為兩類，內(nèi)部XA與外部XA;內(nèi)部XA用于同一實例下跨多個引擎的事務(wù)，由大家熟悉的Binlog作為協(xié)調(diào)者;外部XA用于跨多MySQL實例的分布式事務(wù)，需要應(yīng)用層介入作為協(xié)調(diào)者(崩潰時的懸掛事務(wù)，全局提交還是回滾，需要由應(yīng)用層決定，對應(yīng)用層的實現(xiàn)要求較高);

本文，假設(shè)讀者已經(jīng)知道MySQL數(shù)據(jù)庫外部分布式事務(wù)XA的使用，而將重點放在MySQL數(shù)據(jù)庫，如何處理外部分布式事務(wù)XA的crash recover，以及面對不同的crash recover的情形，應(yīng)用程序如何處理，才能夠保證分布式事務(wù)的一致性。最后，本文簡單分析一下目前MySQL數(shù)據(jù)庫外部XA支持存在的問題，以及可選的解決方案。

源代碼分析基于MySQL 5.1.49，MySQL 5.5.16。

　2 MySQL處理流程

　2.1 MySQL 外部XA – 正常處理流程

MySQL數(shù)據(jù)庫外部XA的正常處理流程，這里不準備介紹，可以參考[1][2][3]。接下來我重點描述一下MySQL數(shù)據(jù)庫外部分布式事務(wù)XA的崩潰恢復(fù)流程，畢竟此流程跟應(yīng)用程序如何正確使用外部XA息息相關(guān)。

　2.2 MySQL外部XA – 崩潰恢復(fù)流程

若一個運行外部XA分布式事務(wù)的MySQL數(shù)據(jù)庫節(jié)點發(fā)生崩潰，那么其重啟之后的崩潰恢復(fù)，涉及到外部XA處理的流程如下：

Crash recover：

// 1. 讀取binlog文件，將文件中的xid存入commit_list hash表
// 顧名思義，所謂的commit_list，就是說此list中對應(yīng)prepare狀態(tài)的xid
// 在崩潰恢復(fù)過程中均可以被提交，而不在commit_list中的xid，均須回滾
// binlog中的xid，都是屬于內(nèi)部xid，由MySQL產(chǎn)生，用于內(nèi)部XA
Log.cc::TC_LOG_BINLOG::recover
// 2. 遍歷底層所有的事務(wù)引擎，收集處于XA_PREPARED狀態(tài)的所有xid
// 這些xid列表，既包括內(nèi)部xid，也包括外部xid，存儲引擎內(nèi)部不做區(qū)分
Handler.cc::ha_recover(commit_list)
// 執(zhí)行各引擎層面提供的recover方法，收集所有的處于prepared狀態(tài)的xid
// 根據(jù)xid分類：
// 3. 若xid屬于內(nèi)部xid，那么在commit_list中查找此xid，
// 若存在，則提交此xid對應(yīng)的事務(wù);否則，回滾此事務(wù)
// 4. 若xid屬于外部xid，那么則將xid插入xid_cache hash表
// xid_cache中的所有xid，將會通過xa recover命令返回，等待外部程序決策
Handler.cc::xarecover_handlerton
// 5. 收集InnoDB存儲引擎中，處于prepare狀態(tài)的所有xid，并返回
got = hton->recover (innobase_xa_recover)
my_xid x = info->list[i].get_my_xid();
if (!x)
// 若當前為外部xid，那么將xid插入xid_cache hash表
xid_cache_insert(&xid_cache, x);
else
if (x in commit_list)
// 若當前為內(nèi)部xid，同時此xid在binlog中存在，則提交
hton->commit_by_xid();
else
// 若當前為內(nèi)部xid，同時此xid在binlog中不存在，則回滾
hton->rollback_by_xid();

通過以上的分析，可以總結(jié)出：

MySQL數(shù)據(jù)庫內(nèi)部，會對xid做區(qū)分。內(nèi)部xid有MySQL數(shù)據(jù)庫自己產(chǎn)生(MySQL內(nèi)部xid格式，將在本文下面給出)，用于多引擎間事務(wù)的一致性;外部xid由應(yīng)用程序給出，用于跨多MySQL實例的分布式事務(wù)。但是存儲引擎層不做區(qū)分(區(qū)分在MySQL上層)。

crash recover時，存儲引擎負責將引擎內(nèi)部，處于prepare狀態(tài)的事務(wù)收集，并返回MySQL上層。

Binlog作為內(nèi)部XA的協(xié)調(diào)者[5]，在binlog中出現(xiàn)的內(nèi)部xid，在crash recover時，由binlog負責提交;在binlog中未出現(xiàn)的xid，由binlog負責回滾。(這是因為，binlog不進行prepare，只進行commit，因此在binlog中出現(xiàn)的內(nèi)部xid，一定能夠保證其在底層各存儲引擎中已經(jīng)完成prepare)。

外部XA事務(wù)的xid，在crash recover過程中僅僅是插入xid_cache中，而不做其他處理。等到用戶發(fā)起xa recover命令時，將xid_cache中處于prepare狀態(tài)的xid返回。

xa recover命令的流程處理如下。

xa recover命令處理流程：

sql_parse.cc::mysql_execute_command
case SQLCOM_XA_RECOVER:
mysql_xa_recover();
// 遍歷xid_cache，找出其中的狀態(tài)處于XA_PREPARED的事務(wù)，發(fā)送客戶端
while (xs = hash_element(&xid_cache,))
if (xs->xa_state == XA_PREPARED)
protocol->write();

根據(jù)xa recover命令收集到的各MySQL數(shù)據(jù)庫實例返回的xid列表，然后再對比應(yīng)用程序端日志，決定這些xid，哪些全局commit，哪些rollback。

由于測試中只有一個MySQL數(shù)據(jù)庫實例，因此此時可以直接選擇commit處于prepare狀態(tài)的xid。

注：

MySQL內(nèi)部xid格式： MYSQL_XID_PREFIX + server_id + my_xid
MYSQL_XID_PREFIX： MySQLXid (源碼寫死) 8 bytes
server_id： MySQL實例的id，ulong， 4 bytes
my_xid：內(nèi)部自增序列，ulonglong， 8 bytes
例如：”MySQLXid 0004”
server_id = ‘ ’;my_xid = 4

因此，使用時應(yīng)該注意，不要在外部構(gòu)造這種形式的xid，否則MySQL數(shù)據(jù)庫就會將內(nèi)部xid與外部xid混淆。

一般情況下，構(gòu)造一個內(nèi)部xid比較困難，由于server_id一般小于4 bytes，不足的部分以ASCI NIL(null)補齊，而應(yīng)用程序一般都不會構(gòu)造此類的外部xid。

參考資料

[1] Sergei Golubchik. Distributed Transaction Processing with MySQL XA

[2] http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/xa.html

[3] X/Open. Distributed TP: The XA Specification

[4] 陳思儒. Amoeba

[5] MariaDB WorkLog#132: Transaction coordinator plugin

該文章出自 http://www.searchdatabase.com.cn/showcontent_58646.htm

標題名稱：MySQL數(shù)據(jù)庫分布式事務(wù)XA的實現(xiàn)原理分析
本文地址：http://jinyejixie.com/article32/iisdsc.html

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