聊聊 MySQL 事务二阶段提交

「爱情、让人受尽委屈。」 2024-04-07 12:59 146阅读 0赞

二阶段提交的核心逻辑是把多个事务的 Redo 日志合并刷盘，把多个事务的 binlog 日志合并刷盘，从而把少量数据多次 IO 变为更大数据更少 IO，最终达到提升事务提交效率的目标。

回想当年，高并发还没有这么普遍，分布式也没有这么流行。

初次接触二阶段提交，源于想以事务的方式实现对 MongoDB 中多个集合数据的修改，而 MongoDB 本身不支持事务，官方推荐的方案就是使用二阶段提交。

MySQL 和事务早已成为工作中不可或缺的一部分，随着分布式的流行，二阶段提交出现在视野中的次数也越来越多。

然而，MySQL、事务、二阶段提交这 3 个名词组合在一起成为一个整体，从第一次接触到现在也不过一年时间。

第一次接触到 MySQL 事务二阶段提交这个概念时，心里还有点小激动。

因为当年研究 MongoDB 二阶段提交，其实是没有弄明白的。

没想到，多年以后，在 MySQL 中发现了二阶段提交的身影，心头似乎涌现出了那种感觉：众里寻 TA 千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。

本文我们就一起来看看 MySQL 事务是怎么实现二阶段提交的。

本文内容基于 MySQL 8.0.29 源码。

正文

1、什么是二阶段提交？

二阶段提交是一种用于保证分布式事务原子性的协议。

二阶段提交的实现过程，有 2 个角色参与其中：

资源管理器，Resource Manager，负责管理一部分资源。对于数据库来说，这里的资源指的就是数据。

如果把分布式事务看成是一个整体，每个资源管理器会负责其中的一部分，也就是分布式事务的一个本地事务。

资源管理器在分布式事务中的角色就是干活的，所以，我们可以称它为执行器。

事务管理器，Transaction Manager，负责管理分布式事务，协调事务的提交、回滚、以及崩溃恢复。

事务管理器在分布式事务中，就是那个总揽全局、指挥资源管理器干活的角色，所以，我们可以称它为协调器。

二阶段提交，顾名思义，会包含 2 个阶段：

prepare 阶段，协调器会询问所有执行器，是否可以提交事务。

此时，各个本地事务实际上已经执行完成，数据写入已经成功，就差提交这最后一哆嗦了。

如果有任何一个执行器因为它所执行的本地事务有问题不能提交，分布式事务就不能提交，协调器会通知所有执行器进行回滚操作。

如果每一个执行器都回复协调器可以提交，分布式事务就会进入下一个阶段，也就是 commit 阶段。

commit 阶段，协调器会通知执行器进行提交操作。

执行器收到提交通知之后，各自提交自己的本地事务。

所有执行器都提交完成之后，二阶段提交就结束了，分布式事务也就执行完成了。

以上只介绍了二阶段提交的正常流程，实际上二阶段提交的复杂之处在于异常流程处理，对二阶段提交完整流程感兴趣的小伙伴，可以自行查找相关资料。

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2、MySQL 二阶段提交场景

在 MySQL 中，二阶段提交有 4 种使用场景：

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场景 1，外部 XA 事务，数据库中间件、应用程序作为协调器，MySQL 数据库实例作为执行器。

XA 事务也就是分布式事务。其它支持分布式事务的数据库实例，如 Oracle、SQL Server，也可以和 MySQL 一起作为执行器。

这种场景下，MySQL 通过以下 XA 系列命令来实现二阶段提交：

XA START xid，开启分布式事务。

XA END xid，标识分布式事务中的 SQL 都已经执行完成。

XA PREPARE xid，执行分布式事务提交的 prepare 阶段。

XA COMMIT xid，执行分布式事务提交的 commit 阶段。

XA ROLLBACK xid，回滚分布式事务。

以上命令具体怎么使用，可以参照官方文档的 XA Transactions 小节，链接：https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/xa.html

场景 2，单个 MySQL 实例的内部 XA 事务，没有开启 binlog 日志，SQL 语句涉及多个支持事务的存储引擎。

TC\_LOG\_MMAP 类对象作为协调器，多个支持事务的存储引擎作为执行器。

TC\_LOG\_MMAP 会打开一个名为 tc.log 的磁盘文件，并通过 MMAP 映射到内存中，用于记录分布式事务的 xid。

场景 3，单个 MySQL 实例的内部 XA 事务，没有开启 binlog 日志，SQL 语句只涉及 1 个支持事务的存储引擎。

这种场景下，原本是不需要二阶段提交的，但是为了统一，还是会以二阶段提交的结构进行提交操作。

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