TCC-Transaction 原始碼分析 —— TCC 實現

芋道原始碼_以德服人_不服就幹發表於2018-01-27

摘要: 原創出處 http://www.iocoder.cn/TCC-Transaction/tcc-core 「芋道原始碼」歡迎轉載，保留摘要，謝謝！

本文主要基於 TCC-Transaction 1.2.3.3 正式版

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1. 概述

本文分享 TCC 實現。主要涉及如下三個 Maven 專案：

tcc-transaction-core ：tcc-transaction 底層實現。
tcc-transaction-api ：tcc-transaction 使用 API。
tcc-transaction-spring ：tcc-transaction Spring 支援。

你行好事會因為得到讚賞而愉悅
同理，開源專案貢獻者會因為 Star 而更加有動力
為 TCC-Transaction 點贊！傳送門

OK，開始我們的第一段 TCC 旅程吧。

ps：筆者假設你已經閱讀過《tcc-transaction 官方文件 —— 使用指南1.2.x》。

ps2：未特殊說明的情況下，本文事務指的是 TCC事務。

2. TCC 原理

FROM https://support.hwclouds.com/devg-servicestage/zh-cn_topic_0056814426.html
TCC事務
為了解決在事務執行過程中大顆粒度資源鎖定的問題，業界提出一種新的事務模型，它是基於業務層面的事務定義。鎖粒度完全由業務自己控制。它本質是一種補償的思路。它把事務執行過程分成 Try、Confirm / Cancel 兩個階段。在每個階段的邏輯由業務程式碼控制。這樣就事務的鎖粒度可以完全自由控制。業務可以在犧牲隔離性的情況下，獲取更高的效能。

Try 階段
- Try ：嘗試執行業務
  - 完成所有業務檢查( 一致性 )
  - 預留必須業務資源( 準隔離性 )
Confirm / Cancel 階段：
- Confirm ：確認執行業務
  - 真正執行業務
  - 不做任務業務檢查
  - Confirm 操作滿足冪等性
- Cancel ：取消執行業務
  - 釋放 Try 階段預留的業務資源
  - Cancel 操作滿足冪等性
- Confirm 與 Cancel 互斥

整體流程如下圖：

紅框部分功能由 tcc-transaction-core 實現：
- 啟動業務活動
- 登記業務操作
- 提交 / 回滾業務活動
黃框部分功能由 tcc-transaction-http-sample 實現( 官方提供的示例專案 )：
- Try 操作
- Confirm 操作
- Cancel 操作

與 2PC協議比較：

位於業務服務層而非自願層
沒有單獨的準備( Prepare )階段，Try 操作兼備自願操作與準備能力
Try 操作可以靈活選擇業務資源的鎖定粒度
較高開發成本

參考資料：

3. TCC-Transaction 原理

在 TCC 裡，一個業務活動可以有多個事務，每個業務操作歸屬於不同的事務，即一個事務可以包含多個業務操作。TCC-Transaction 將每個業務操作抽象成事務參與者，每個事務可以包含多個參與者。

參與者需要宣告 try / confirm / cancel 三個型別的方法，和 TCC 的操作一一對應。在程式裡，通過 @Compensable 註解標記在 try 方法上，並填寫對應的 confirm / cancel 方法，示例程式碼如下：

// try
@Compensable(confirmMethod = "confirmRecord", cancelMethod = "cancelRecord", transactionContextEditor = MethodTransactionContextEditor.class)
public String record(TransactionContext transactionContext, CapitalTradeOrderDto tradeOrderDto) {}

// confirm
public void confirmRecord(TransactionContext transactionContext, CapitalTradeOrderDto tradeOrderDto) {}

// cancel
public void cancelRecord(TransactionContext transactionContext, CapitalTradeOrderDto tradeOrderDto) {}
複製程式碼

在示例程式碼中，我們看到 TransactionContext，事務上下文，這個是怎麼生成的呢？這裡先賣一個關子。

TCC-Transaction 有兩個攔截器，通過對 @Compensable AOP 切面( 參與者 try 方法 )進行攔截，透明化對參與者 confirm / cancel 方法呼叫，從而實現 TCC 。簡化流程如下圖：

第一個攔截器，可補償事務攔截器，實現如下功能：

在 Try 階段，對事務的發起、傳播。
在 Confirm / Cancel 階段，對事務提交或回滾。
為什麼會有對事務的傳播呢？在遠端呼叫服務的參與者時，會通過**"引數"**( 需要序列化 )的形式傳遞事務給遠端參與者。

第二個攔截器，資源協調者攔截器，實現如下功能：

在 Try 階段，新增參與者到事務中。當事務上下文不存在時，進行建立。

實際攔截器對事務的處理會比上圖複雜一些，在本文「6. 事務攔截器」詳細解析。

在 TCC-Transaction 程式碼實現上，元件分層如下圖：

本文按照如下順序分享：

內容是自下而上的方式分享，每個元件可以更加整體的被認識。當然這可能對你理解時產生一臉悶逼，所以推薦兩種閱讀方式：

簡讀 x 1 + 深讀 x 1
倒著讀，發現未分享的方法，全文檢索該方法。

事務儲存器在《TCC-Transaction 原始碼解析 —— 事務儲存於恢復》詳細解析。

事務恢復在《TCC-Transaction 原始碼解析 —— 事務恢復》詳細解析。

4. 事務與參與者

在 TCC 裡，一個事務( org.mengyun.tcctransaction.Transaction ) 可以有多個參與者( org.mengyun.tcctransaction.Participant )參與業務活動。類圖關係如下( 開啟大圖 )：

4.1 事務

Transaction 實現程式碼如下：

public class Transaction implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 7291423944314337931L;

    /**
     * 事務編號
     */
    private TransactionXid xid;
    /**
     * 事務狀態
     */
    private TransactionStatus status;
    /**
     * 事務型別
     */
    private TransactionType transactionType;
    /**
     * 重試次數
     */
    private volatile int retriedCount = 0;
    /**
     * 建立時間
     */
    private Date createTime = new Date();
    /**
     * 最後更新時間
     */
    private Date lastUpdateTime = new Date();
    /**
     * 版本號
     */
    private long version = 1;
    /**
     * 參與者集合
     */
    private List<Participant> participants = new ArrayList<Participant>();
    /**
     * 附帶屬性對映
     */
    private Map<String, Object> attachments = new ConcurrentHashMap<String, Object>();
    
    /**
     * 新增參與者
     *
     * @param participant 參與者
     */
    public void enlistParticipant(Participant participant) {
        participants.add(participant);
    }

    /**
     * 提交 TCC 事務
     */
    public void commit() {
        for (Participant participant : participants) {
            participant.commit();
        }
    }

    /**
     * 回滾 TCC 事務
     */
    public void rollback() {
        for (Participant participant : participants) {
            participant.rollback();
        }
    }
}
複製程式碼

xid，事務編號( TransactionXid )，用於唯一標識一個事務。使用 UUID 演算法生成，保證唯一性。org.mengyun.tcctransaction.api.TransactionXid 實現 javax.transaction.xa.Xid 介面，實現程式碼如下：

public class TransactionXid implements Xid, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -6817267250789142043L;

    /**
     * xid 格式識別符號
     */
    private int formatId = 1;
    /**
     * 全域性事務編號
     */
    private byte[] globalTransactionId;
    /**
     * 分支事務編號
     */
    private byte[] branchQualifier;
    
}
複製程式碼

TODO 為什麼要繼承 Xid 介面？

status，事務狀態( TransactionStatus )。org.mengyun.tcctransaction.api.TransactionStatus 實現程式碼如下：

public enum TransactionStatus {
    /**
     * 嘗試中狀態
     */
    TRYING(1),
    /**
     * 確認中狀態
     */
    CONFIRMING(2),
    /**
     * 取消中狀態
     */
    CANCELLING(3);

    private int id;
}
複製程式碼

transactionType，事務型別( TransactionType )。org.mengyun.tcctransaction.common.TransactionType 實現程式碼如下：
```
public enum TransactionType {

    /**
     * 根事務
     */
    ROOT(1),
    /**
     * 分支事務
     */
    BRANCH(2);

    int id;
}
複製程式碼
```
- 在「6.2 可補償事務攔截器」有詳細解析，可以看到看到這兩種事務是如何發起。
retriedCount，重試次數。在 TCC 過程中，可能參與者異常崩潰，這個時候會進行重試直到成功或超過最大次數。在《TCC-Transaction 原始碼解析 —— 事務恢復》詳細解析。
version，版本號，用於樂觀鎖更新事務。在《TCC-Transaction 原始碼解析 —— 事務儲存器》詳細解析。
attachments，附帶屬性對映。在《TCC-Transaction 原始碼解析 —— Dubbo 支援》詳細解析。
提供 #enlistParticipant() 方法，新增事務參與者。
提供 #commit() 方法，呼叫參與者們提交事務。
提供 #rollback() 方法，呼叫參與者回滾事務。

4.2 參與者

Participant 實現程式碼如下：

public class Participant implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 4127729421281425247L;

    /**
     * 事務編號
     */
    private TransactionXid xid;
    /**
     * 確認執行業務方法呼叫上下文
     */
    private InvocationContext confirmInvocationContext;
    /**
     * 取消執行業務方法
     */
    private InvocationContext cancelInvocationContext;
    /**
     * 執行器
     */
    private Terminator terminator = new Terminator();
    /**
     * 事務上下文編輯
     */
    Class<? extends TransactionContextEditor> transactionContextEditorClass;
    
    /**
     * 提交事務
     */
    public void commit() {
        terminator.invoke(new TransactionContext(xid, TransactionStatus.CONFIRMING.getId()), confirmInvocationContext, transactionContextEditorClass);
    }

    /**
     * 回滾事務
     */
    public void rollback() {
        terminator.invoke(new TransactionContext(xid, TransactionStatus.CANCELLING.getId()), cancelInvocationContext, transactionContextEditorClass);
    }
}
複製程式碼

xid，參與者事務編號。通過 TransactionXid.globalTransactionId 屬性，關聯上其所屬的事務。當參與者進行遠端呼叫時，遠端的分支事務的事務編號等於該參與者的事務編號。通過事務編號的關聯，TCC Confirm / Cancel 階段，使用參與者的事務編號和遠端的分支事務進行關聯，從而實現事務的提交和回滾，在「5.2 傳播發起分支事務」 + 「6.2 可補償事務攔截器」可以看到具體實現。
confirmInvocationContext，確認執行業務方法呼叫上下文( InvocationContext )。org.mengyun.tcctransaction.InvocationContext 實現程式碼如下：
```
public class InvocationContext implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -7969140711432461165L;

    /**
     * 類
     */
    private Class targetClass;
    /**
     * 方法名
     */
    private String methodName;
    /**
     * 引數型別陣列
     */
    private Class[] parameterTypes;
    /**
     * 引數陣列
     */
    private Object[] args;
}
複製程式碼
```
- InvocationContext，執行方法呼叫上下文，記錄類、方法名、引數型別陣列、引數陣列。通過這些屬性，可以執行提交 / 回滾事務。在 org.mengyun.tcctransaction.Terminator 會看到具體的程式碼實現。本質上，TCC 通過多個參與者的 try / confirm / cancel 方法，實現事務的最終一致性。
cancelInvocationContext，取消執行業務方法呼叫上下文( InvocationContext )。

terminator，執行器( Terminator )。org.mengyun.tcctransaction.Terminator 實現程式碼如下：

public class Terminator implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -164958655471605778L;

    public Object invoke(TransactionContext transactionContext, InvocationContext invocationContext, Class<? extends TransactionContextEditor> transactionContextEditorClass) {
        if (StringUtils.isNotEmpty(invocationContext.getMethodName())) {
            try {
                // 獲得 參與者物件
                Object target = FactoryBuilder.factoryOf(invocationContext.getTargetClass()).getInstance();
                // 獲得 方法
                Method method = target.getClass().getMethod(invocationContext.getMethodName(), invocationContext.getParameterTypes());
                // 設定 事務上下文 到方法引數
                FactoryBuilder.factoryOf(transactionContextEditorClass).getInstance().set(transactionContext, target, method, invocationContext.getArgs());
                // 執行方法
                return method.invoke(target, invocationContext.getArgs());
            } catch (Exception e) {
                throw new SystemException(e);
            }
        }
        return null;
    }

}
複製程式碼

FactoryBuilder，工廠 Builder，感興趣的同學點選連結檢視，已經新增完整中文程式碼註釋。
TransactionContextEditor，在本文「6.1 Compensable」詳細解析。

transactionContextEditorClass，事務上下文編輯，在「6.1 Compensable」詳細解析。
提交 #commit() 方法，提交參與者自己的事務。
提交 #rollback() 方法，回滾參與者自己的事務。

5. 事務管理器

org.mengyun.tcctransaction.TransactionManager，事務管理器，提供事務的獲取、發起、提交、回滾，參與者的新增等等方法。

5.1 發起根事務

提供 begin() 方法，發起根事務。該方法在呼叫方法型別為 MethodType.ROOT 並且事務處於 Try 階段被呼叫。MethodType 在「6.2 可補償事務攔截器」詳細解析。

實現程式碼如下：

// TransactionManager.java
/**
* 發起根事務
*
* @return 事務
*/
public Transaction begin() {
   // 建立 根事務
   Transaction transaction = new Transaction(TransactionType.ROOT);
   // 儲存 事務
   transactionRepository.create(transaction);
   // 註冊 事務
   registerTransaction(transaction);
   return transaction;
}
複製程式碼

呼叫 Transaction 構造方法，建立根事務。實現程式碼如下：

// Transaction.java
/**
* 建立指定型別的事務
*
* @param transactionType 事務型別
*/
public Transaction(TransactionType transactionType) {
   this.xid = new TransactionXid();
   this.status = TransactionStatus.TRYING; // 嘗試中狀態
   this.transactionType = transactionType;
}
複製程式碼

目前該構造方法只有 TransactionManager#begin() 在呼叫，即只建立根事務。

呼叫 TransactionRepository#crete() 方法，儲存事務。

呼叫 #registerTransaction(...) 方法，註冊事務到當前執行緒事務佇列。實現程式碼如下：

// TransactionManager.java
/**
* 當前執行緒事務佇列
*/
private static final ThreadLocal<Deque<Transaction>> CURRENT = new ThreadLocal<Deque<Transaction>>();

/**
* 註冊事務到當前執行緒事務佇列
*
* @param transaction 事務
*/
private void registerTransaction(Transaction transaction) {
   if (CURRENT.get() == null) {
       CURRENT.set(new LinkedList<Transaction>());
   }
   CURRENT.get().push(transaction); // 新增到頭部
}
複製程式碼

可能有同學會比較好奇，為什麼使用佇列儲存當前執行緒事務？TCC-Transaction 支援多個的事務獨立存在，後建立的事務先提交，類似 Spring 的org.springframework.transaction.annotation.Propagation.REQUIRES_NEW 。在下文，很快我們就會看到 TCC-Transaction 自己的 org.mengyun.tcctransaction.api.Propagation 。

5.2 傳播發起分支事務

呼叫 #propagationNewBegin(...) 方法，傳播發起分支事務。該方法在呼叫方法型別為 MethodType.PROVIDER 並且事務處於 Try 階段被呼叫。MethodType 在「6.2 可補償事務攔截器」詳細解析。

實現程式碼如下：

/**
* 傳播發起分支事務
*
* @param transactionContext 事務上下文
* @return 分支事務
*/
public Transaction propagationNewBegin(TransactionContext transactionContext) {
  // 建立 分支事務
  Transaction transaction = new Transaction(transactionContext);
  // 儲存 事務
  transactionRepository.create(transaction);
  // 註冊 事務
  registerTransaction(transaction);
  return transaction;
}
複製程式碼

呼叫 Transaction 構造方法，建立分支事務。實現程式碼如下：

/**
* 建立分支事務
*
* @param transactionContext 事務上下文
*/
public Transaction(TransactionContext transactionContext) {
   this.xid = transactionContext.getXid(); // 事務上下文的 xid
   this.status = TransactionStatus.TRYING; // 嘗試中狀態
   this.transactionType = TransactionType.BRANCH; // 分支事務
}
複製程式碼

分支事務使用傳播的事務上下文的事務編號。

呼叫 TransactionRepository#crete() 方法，儲存事務。為什麼要儲存分支事務，在「6.3 資源協調者攔截器」詳細解析。
呼叫 #registerTransaction(...) 方法，註冊事務到當前執行緒事務佇列。

5.3 傳播獲取分支事務

呼叫 #propagationExistBegin(...) 方法，傳播發起分支事務。該方法在呼叫方法型別為 MethodType.PROVIDER 並且事務處於 Confirm / Cancel 階段被呼叫。MethodType 在「6.2 可補償事務攔截器」詳細解析。

實現程式碼如下：

/**
* 傳播獲取分支事務
*
* @param transactionContext 事務上下文
* @return 分支事務
* @throws NoExistedTransactionException 當事務不存在時
*/
public Transaction propagationExistBegin(TransactionContext transactionContext) throws NoExistedTransactionException {
   // 查詢 事務
   Transaction transaction = transactionRepository.findByXid(transactionContext.getXid());
   if (transaction != null) {
       // 設定 事務 狀態
       transaction.changeStatus(TransactionStatus.valueOf(transactionContext.getStatus()));
       // 註冊 事務
       registerTransaction(transaction);
       return transaction;
   } else {
       throw new NoExistedTransactionException();
   }
}
複製程式碼

呼叫 TransactionRepository#findByXid() 方法，查詢事務。
呼叫 Transaction#changeStatus(...) 方法，設定事務狀態為 CONFIRMING 或 CANCELLING。
呼叫 #registerTransaction(...) 方法，註冊事務到當前執行緒事務佇列。
為什麼此處是分支事務呢？結合 #propagationNewBegin(...) 思考下。

5.4 提交事務

呼叫 #commit(...) 方法，提交事務。該方法在事務處於 Confirm / Cancel 階段被呼叫。

實現程式碼如下：

/**
* 提交事務
*/
public void commit() {
   // 獲取 事務
   Transaction transaction = getCurrentTransaction();
   // 設定 事務狀態 為 CONFIRMING
   transaction.changeStatus(TransactionStatus.CONFIRMING);
   // 更新 事務
   transactionRepository.update(transaction);
   try {
       // 提交 事務
       transaction.commit();
       // 刪除 事務
       transactionRepository.delete(transaction);
   } catch (Throwable commitException) {
       logger.error("compensable transaction confirm failed.", commitException);
       throw new ConfirmingException(commitException);
   }
}
複製程式碼

呼叫 #getCurrentTransaction() 方法，獲取事務。實現程式碼如下：

public Transaction getCurrentTransaction() {
   if (isTransactionActive()) {
       return CURRENT.get().peek(); // 獲得頭部元素
   }
   return null;
}

public boolean isTransactionActive() {
   Deque<Transaction> transactions = CURRENT.get();
   return transactions != null && !transactions.isEmpty();
}
複製程式碼

為什麼獲得佇列頭部元素呢？該元素即是上文呼叫 #registerTransaction(...) 註冊到佇列頭部。

呼叫 Transaction#changeStatus(...) 方法，設定事務狀態為 CONFIRMING。
呼叫 TransactionRepository#update(...) 方法，更新事務。
呼叫 Transaction#commit(...) 方法，提交事務。
呼叫 TransactionRepository#delete(...) 方法，刪除事務。

5.5 回滾事務

呼叫 #rollback(...) 方法，取消事務，和 #commit() 方法基本類似。該方法在事務處於 Confirm / Cancel 階段被呼叫。

實現程式碼如下：

/**
* 回滾事務
*/
public void rollback() {
   // 獲取 事務
   Transaction transaction = getCurrentTransaction();
   // 設定 事務狀態 為 CANCELLING
   transaction.changeStatus(TransactionStatus.CANCELLING);
   // 更新 事務
   transactionRepository.update(transaction);
   try {
       // 提交 事務
       transaction.rollback();
       // 刪除 事務
       transactionRepository.delete(transaction);
   } catch (Throwable rollbackException) {
       logger.error("compensable transaction rollback failed.", rollbackException);
       throw new CancellingException(rollbackException);
   }
}
複製程式碼

呼叫 #getCurrentTransaction() 方法，獲取事務。
呼叫 Transaction#changeStatus(...) 方法，設定事務狀態為 CANCELLING。
呼叫 TransactionRepository#update(...) 方法，更新事務。
呼叫 Transaction#rollback(...) 方法，回滾事務。
呼叫 TransactionRepository#delete(...) 方法，刪除事務。

5.6 新增參與者到事務

呼叫 #enlistParticipant(...) 方法，新增參與者到事務。該方法在事務處於 Try 階段被呼叫，在「6.3 資源協調者攔截器」有詳細解析。

實現程式碼如下：

/**
* 新增參與者到事務
*
* @param participant 參與者
*/
public void enlistParticipant(Participant participant) {
   // 獲取 事務
   Transaction transaction = this.getCurrentTransaction();
   // 新增參與者
   transaction.enlistParticipant(participant);
   // 更新 事務
   transactionRepository.update(transaction);
}
複製程式碼

呼叫 #getCurrentTransaction() 方法，獲取事務。
呼叫 Transaction#enlistParticipant(...) 方法，新增參與者到事務。
呼叫 TransactionRepository#update(...) 方法，更新事務。

6. 事務攔截器

TCC-Transaction 基於 org.mengyun.tcctransaction.api.@Compensable + org.aspectj.lang.annotation.@Aspect 註解 AOP 切面實現業務方法的 TCC 事務宣告攔截，同 Spring 的 org.springframework.transaction.annotation.@Transactional 的實現。

TCC-Transaction 有兩個攔截器：

org.mengyun.tcctransaction.interceptor.CompensableTransactionInterceptor，可補償事務攔截器。
org.mengyun.tcctransaction.interceptor.ResourceCoordinatorInterceptor，資源協調者攔截器。

在分享攔截器的實現之前，我們先一起看看 @Compensable 註解。

6.1 Compensable

@Compensable，標記可補償的方法註解。實現程式碼如下：

public @interface Compensable {

    /**
     * 傳播級別
     */
    Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;

    /**
     * 確認執行業務方法
     */
    String confirmMethod() default "";

    /**
     * 取消執行業務方法
     */
    String cancelMethod() default "";

    /**
     * 事務上下文編輯
     */
    Class<? extends TransactionContextEditor> transactionContextEditor() default DefaultTransactionContextEditor.class;
}
複製程式碼

propagation，傳播級別( Propagation )，預設 Propagation.REQUIRED。和 Spring 的 Propagation 除了缺少幾個屬性，基本一致。實現程式碼如下：

public enum Propagation {

    /**
     * 支援當前事務，如果當前沒有事務，就新建一個事務。
     */
    REQUIRED(0),
    /**
     * 支援當前事務，如果當前沒有事務，就以非事務方式執行。
     */
    SUPPORTS(1),
    /**
     * 支援當前事務，如果當前沒有事務，就丟擲異常。
     */
    MANDATORY(2),
    /**
     * 新建事務，如果當前存在事務，把當前事務掛起。
     */
    REQUIRES_NEW(3);

    private final int value;
}
複製程式碼

confirmMethod，確認執行業務方法名。
cancelMethod，取消執行業務方法名。

TransactionContextEditor，事務上下文編輯器( TransactionContextEditor )，用於設定和獲得事務上下文( TransactionContext )，在「6.3 資源協調者攔截器」可以看到被呼叫，此處只看它的程式碼實現。org.mengyun.tcctransaction.api.TransactionContextEditor 介面程式碼如下：

public interface TransactionContextEditor {

    /**
     * 從引數中獲得事務上下文
     *
     * @param target 物件
     * @param method 方法
     * @param args 引數
     * @return 事務上下文
     */
    TransactionContext get(Object target, Method method, Object[] args);

    /**
     * 設定事務上下文到引數中
     *
     * @param transactionContext 事務上下文
     * @param target 物件
     * @param method 方法
     * @param args 引數
     */
    void set(TransactionContext transactionContext, Object target, Method method, Object[] args);

}
複製程式碼

DefaultTransactionContextEditor，預設事務上下文編輯器實現。實現程式碼如下：

class DefaultTransactionContextEditor implements TransactionContextEditor {

    @Override
    public TransactionContext get(Object target, Method method, Object[] args) {
        int position = getTransactionContextParamPosition(method.getParameterTypes());
        if (position >= 0) {
            return (TransactionContext) args[position];
        }
        return null;
    }

    @Override
    public void set(TransactionContext transactionContext, Object target, Method method, Object[] args) {
        int position = getTransactionContextParamPosition(method.getParameterTypes());
        if (position >= 0) {
            args[position] = transactionContext; // 設定方法引數
        }
    }

    /**
     * 獲得事務上下文在方法引數裡的位置
     *
     * @param parameterTypes 引數型別集合
     * @return 位置
     */
    public static int getTransactionContextParamPosition(Class<?>[] parameterTypes) {
        int position = -1;
        for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
            if (parameterTypes[i].equals(org.mengyun.tcctransaction.api.TransactionContext.class)) {
                position = i;
                break;
            }
        }
        return position;
    }
}
複製程式碼

NullableTransactionContextEditor，無事務上下文編輯器實現。實現程式碼如下：

class NullableTransactionContextEditor implements TransactionContextEditor {

     @Override
     public TransactionContext get(Object target, Method method, Object[] args) {
         return null;
     }

     @Override
     public void set(TransactionContext transactionContext, Object target, Method method, Object[] args) {
     }
 }
複製程式碼

DubboTransactionContextEditor，Dubbo 事務上下文編輯器實現，通過 Dubbo 隱式傳參方式獲得事務上下文，在《TCC-Transaction 原始碼解析 —— Dubbo 支援》詳細解析。

6.2 可補償事務攔截器

先一起來看下可補償事務攔截器對應的切面 org.mengyun.tcctransaction.interceptor.CompensableTransactionAspect，實現程式碼如下：

@Aspect
public abstract class CompensableTransactionAspect {

    private CompensableTransactionInterceptor compensableTransactionInterceptor;

    public void setCompensableTransactionInterceptor(CompensableTransactionInterceptor compensableTransactionInterceptor) {
        this.compensableTransactionInterceptor = compensableTransactionInterceptor;
    }

    @Pointcut("@annotation(org.mengyun.tcctransaction.api.Compensable)")
    public void compensableService() {
    }

    @Around("compensableService()")
    public Object interceptCompensableMethod(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        return compensableTransactionInterceptor.interceptCompensableMethod(pjp);
    }

    public abstract int getOrder();
}
複製程式碼

通過 org.aspectj.lang.annotation.@Pointcut + org.aspectj.lang.annotation.@Around 註解，配置對 @Compensable 註解的方法進行攔截，呼叫 CompensableTransactionInterceptor#interceptCompensableMethod(...) 方法進行處理。

CompensableTransactionInterceptor 實現程式碼如下：

public class CompensableTransactionInterceptor {
    
    private TransactionManager transactionManager;

    private Set<Class<? extends Exception>> delayCancelExceptions;
    
    public Object interceptCompensableMethod(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        // 獲得帶 @Compensable 註解的方法
        Method method = CompensableMethodUtils.getCompensableMethod(pjp);
        //
        Compensable compensable = method.getAnnotation(Compensable.class);
        Propagation propagation = compensable.propagation();
        // 獲得 事務上下文
        TransactionContext transactionContext = FactoryBuilder.factoryOf(compensable.transactionContextEditor()).getInstance().get(pjp.getTarget(), method, pjp.getArgs());
        // 當前執行緒是否在事務中
        boolean isTransactionActive = transactionManager.isTransactionActive();
        // 判斷事務上下文是否合法
        if (!TransactionUtils.isLegalTransactionContext(isTransactionActive, propagation, transactionContext)) {
            throw new SystemException("no active compensable transaction while propagation is mandatory for method " + method.getName());
        }
        // 計算方法型別
        MethodType methodType = CompensableMethodUtils.calculateMethodType(propagation, isTransactionActive, transactionContext);
        // 處理
        switch (methodType) {
            case ROOT:
                return rootMethodProceed(pjp);
            case PROVIDER:
                return providerMethodProceed(pjp, transactionContext);
            default:
                return pjp.proceed();
        }
    }
}
複製程式碼

呼叫 CompensableMethodUtils#getCompensableMethod(...) 方法，獲得帶 @Compensable 註解的方法。實現程式碼如下：

// CompensableMethodUtils.java
/**
* 獲得帶 @Compensable 註解的方法
*
* @param pjp 切面點
* @return 方法
*/
public static Method getCompensableMethod(ProceedingJoinPoint pjp) {
   Method method = ((MethodSignature) (pjp.getSignature())).getMethod(); // 代理方法物件
   if (method.getAnnotation(Compensable.class) == null) {
       try {
           method = pjp.getTarget().getClass().getMethod(method.getName(), method.getParameterTypes()); // 實際方法物件
       } catch (NoSuchMethodException e) {
           return null;
       }
   }
   return method;
}
複製程式碼

呼叫 TransactionContextEditor#get(...) 方法，從引數中獲得事務上下文。為什麼從引數中可以獲得事務上下文呢？在「6.3 資源協調者攔截器」揭曉答案。

呼叫 TransactionManager#isTransactionActive() 方法，當前執行緒是否在事務中。實現程式碼如下：

// TransactionManager.java
private static final ThreadLocal<Deque<Transaction>> CURRENT = new ThreadLocal<Deque<Transaction>>();

public boolean isTransactionActive() {
   Deque<Transaction> transactions = CURRENT.get();
   return transactions != null && !transactions.isEmpty();
}
複製程式碼

呼叫 TransactionUtils#isLegalTransactionContext(...) 方法，判斷事務上下文是否合法。實現程式碼如下：

// TransactionUtils.java
/**
* 判斷事務上下文是否合法
* 在 Propagation.MANDATORY 必須有在事務內
*
* @param isTransactionActive 是否
* @param propagation 傳播級別
* @param transactionContext 事務上下文
* @return 是否合法
*/
public static boolean isLegalTransactionContext(boolean isTransactionActive, Propagation propagation, TransactionContext transactionContext) {
   if (propagation.equals(Propagation.MANDATORY) && !isTransactionActive && transactionContext == null) {
       return false;
   }
   return true;
}
複製程式碼

當傳播級別為 Propagation.MANDATORY 時，要求必須在事務中。

呼叫 CompensableMethodUtils#calculateMethodType(...) 方法，計算方法型別。實現程式碼如下：
```
/**
* 計算方法型別
*
* @param propagation 傳播級別
* @param isTransactionActive 是否事務開啟
* @param transactionContext 事務上下文
* @return 方法型別
*/
public static MethodType calculateMethodType(Propagation propagation, boolean isTransactionActive, TransactionContext transactionContext) {
   if ((propagation.equals(Propagation.REQUIRED) && !isTransactionActive && transactionContext == null) // Propagation.REQUIRED：支援當前事務，當前沒有事務，就新建一個事務。
           || propagation.equals(Propagation.REQUIRES_NEW)) { // Propagation.REQUIRES_NEW：新建事務，如果當前存在事務，把當前事務掛起。
       return MethodType.ROOT;
   } else if ((propagation.equals(Propagation.REQUIRED) // Propagation.REQUIRED：支援當前事務
               || propagation.equals(Propagation.MANDATORY)) // Propagation.MANDATORY：支援當前事務
           && !isTransactionActive && transactionContext != null) {
       return MethodType.PROVIDER;
   } else {
       return MethodType.NORMAL;
   }
}
複製程式碼
```
- 計算方法型別( MethodType )的目的，可以根據不同方法型別，做不同的事務處理。
- 方法型別為 MethodType.ROOT 時，發起根事務，判斷條件如下二選一：
  - 事務傳播級別為 Propagation.REQUIRED，並且當前沒有事務。
  - 事務傳播級別為 Propagation.REQUIRES_NEW，新建事務，如果當前存在事務，把當前事務掛起。此時，事務管理器的當前執行緒事務佇列可能會存在多個事務。
- 方法型別為 MethodType.ROOT 時，發起分支事務，判斷條件如下二選一：
  - 事務傳播級別為 Propagation.REQUIRED，並且當前不存在事務，並且方法引數傳遞了事務上下文。
  - 事務傳播級別為 Propagation.PROVIDER，並且當前不存在事務，並且方法引數傳遞了事務上下文。
  - 當前不存在事務，方法引數傳遞了事務上下文是什麼意思？當跨服務遠端呼叫時，被呼叫服務本身( 服務提供者 )不在事務中，通過傳遞事務上下文引數，融入當前事務。
- 方法型別為 MethodType.Normal 時，不進行事務處理。
- MethodType.CONSUMER 專案已經不再使用，猜測已廢棄。

當方法型別為 MethodType.ROOT 時，呼叫 #rootMethodProceed(...) 方法，發起 TCC 整體流程。實現程式碼如下：

private Object rootMethodProceed(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
   Object returnValue;
   Transaction transaction = null;
   try {
       // 發起根事務
       transaction = transactionManager.begin();
       // 執行方法原邏輯
       try {
           returnValue = pjp.proceed();
       } catch (Throwable tryingException) {
           if (isDelayCancelException(tryingException)) { // 是否延遲迴滾
           } else {
               logger.warn(String.format("compensable transaction trying failed. transaction content:%s", JSON.toJSONString(transaction)), tryingException);
               // 回滾事務
               transactionManager.rollback();
           }
           throw tryingException;
       }
       // 提交事務
       transactionManager.commit();
   } finally {
       // 將事務從當前執行緒事務佇列移除
       transactionManager.cleanAfterCompletion(transaction);
   }
   return returnValue;
}
複製程式碼

呼叫 #transactionManager() 方法，發起根事務，TCC Try 階段開始。
呼叫 ProceedingJoinPoint#proceed() 方法，執行方法原邏輯( 即 Try 邏輯 )。
當原邏輯執行異常時，TCC Try 階段失敗，呼叫 TransactionManager#rollback(...) 方法，TCC Cancel 階段，回滾事務。此處 #isDelayCancelException(...) 方法，判斷異常是否為延遲取消回滾異常，部分異常不適合立即回滾事務，在《TCC-Transaction 原始碼分析 —— 事務恢復》詳細解析。
當原邏輯執行成功時，TCC Try 階段成功，呼叫 TransactionManager#commit(...) 方法，TCC Confirm 階段，提交事務。

呼叫 TransactionManager#cleanAfterCompletion(...) 方法，將事務從當前執行緒事務佇列移除，避免執行緒衝突。實現程式碼如下：

// TransactionManager.java
public void cleanAfterCompletion(Transaction transaction) {
    if (isTransactionActive() && transaction != null) {
        Transaction currentTransaction = getCurrentTransaction();
        if (currentTransaction == transaction) {
            CURRENT.get().pop();
        } else {
            throw new SystemException("Illegal transaction when clean after completion");
        }
    }
}
複製程式碼

當方法型別為 Propagation.PROVIDER 時，服務提供者參與 TCC 整體流程。實現程式碼如下：

private Object providerMethodProceed(ProceedingJoinPoint pjp, TransactionContext transactionContext) throws Throwable {
   Transaction transaction = null;
   try {
       switch (TransactionStatus.valueOf(transactionContext.getStatus())) {
           case TRYING:
               // 傳播發起分支事務
               transaction = transactionManager.propagationNewBegin(transactionContext);
               return pjp.proceed();
           case CONFIRMING:
               try {
                   // 傳播獲取分支事務
                   transaction = transactionManager.propagationExistBegin(transactionContext);
                   // 提交事務
                   transactionManager.commit();
               } catch (NoExistedTransactionException excepton) {
                   //the transaction has been commit,ignore it.
               }
               break;
           case CANCELLING:
               try {
                   // 傳播獲取分支事務
                   transaction = transactionManager.propagationExistBegin(transactionContext);
                   // 回滾事務
                   transactionManager.rollback();
               } catch (NoExistedTransactionException exception) {
                   //the transaction has been rollback,ignore it.
               }
               break;
       }
   } finally {
       // 將事務從當前執行緒事務佇列移除
       transactionManager.cleanAfterCompletion(transaction);
   }
   // 返回空值
   Method method = ((MethodSignature) (pjp.getSignature())).getMethod();
   return ReflectionUtils.getNullValue(method.getReturnType());
}
複製程式碼

當事務處於 TransactionStatus.TRYING 時，呼叫 TransactionManager#propagationExistBegin(...) 方法，傳播發起分支事務。發起分支事務完成後，呼叫 ProceedingJoinPoint#proceed() 方法，執行方法原邏輯( 即 Try 邏輯 )。
- 為什麼要傳播發起分支事務？在根事務進行 Confirm / Cancel 時，呼叫根事務上的參與者們提交或回滾事務時，進行遠端服務方法呼叫的參與者，可以通過自己的事務編號關聯上傳播的分支事務( 兩者的事務編號相等 )，進行事務的提交或回滾。
當事務處於 TransactionStatus.CONFIRMING 時，呼叫 TransactionManager#commit() 方法，提交事務。
當事務處於 TransactionStatus.CANCELLING 時，呼叫 TransactionManager#rollback() 方法，提交事務。
呼叫 TransactionManager#cleanAfterCompletion(...) 方法，將事務從當前執行緒事務佇列移除，避免執行緒衝突。

當事務處於 TransactionStatus.CONFIRMING / TransactionStatus.CANCELLING 時，呼叫 ReflectionUtils#getNullValue(...) 方法，返回空值。為什麼返回空值？Confirm / Cancel 相關方法，是通過 AOP 切面呼叫，只呼叫，不處理返回值，但是又不能沒有返回值，因此直接返回空。實現程式碼如下：

public static Object getNullValue(Class type) {
   // 處理基本型別
   if (boolean.class.equals(type)) {
       return false;
   } else if (byte.class.equals(type)) {
       return 0;
   } else if (short.class.equals(type)) {
       return 0;
   } else if (int.class.equals(type)) {
       return 0;
   } else if (long.class.equals(type)) {
       return 0;
   } else if (float.class.equals(type)) {
       return 0;
   } else if (double.class.equals(type)) {
       return 0;
   }
   // 處理物件
   return null;
}
複製程式碼

當方法型別為 Propagation.NORMAL 時，執行方法原邏輯，不進行事務處理。

6.3 資源協調者攔截器

先一起來看下資源協調者攔截器對應的切面 org.mengyun.tcctransaction.interceptor.CompensableTransactionAspect，實現程式碼如下：

@Aspect
public abstract class ResourceCoordinatorAspect {

    private ResourceCoordinatorInterceptor resourceCoordinatorInterceptor;

    @Pointcut("@annotation(org.mengyun.tcctransaction.api.Compensable)")
    public void transactionContextCall() {
    }

    @Around("transactionContextCall()")
    public Object interceptTransactionContextMethod(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        return resourceCoordinatorInterceptor.interceptTransactionContextMethod(pjp);
    }

    public void setResourceCoordinatorInterceptor(ResourceCoordinatorInterceptor resourceCoordinatorInterceptor) {
        this.resourceCoordinatorInterceptor = resourceCoordinatorInterceptor;
    }

    public abstract int getOrder();
}
複製程式碼

通過 org.aspectj.lang.annotation.@Pointcut + org.aspectj.lang.annotation.@Around 註解，配置對 @Compensable 註解的方法進行攔截，呼叫 ResourceCoordinatorInterceptor#interceptTransactionContextMethod(...) 方法進行處理。

ResourceCoordinatorInterceptor 實現程式碼如下：

public class ResourceCoordinatorInterceptor {

    private TransactionManager transactionManager;

    public Object interceptTransactionContextMethod(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        Transaction transaction = transactionManager.getCurrentTransaction();
        if (transaction != null) {
            switch (transaction.getStatus()) {
                case TRYING:
                    // 新增事務參與者
                    enlistParticipant(pjp);
                    break;
                case CONFIRMING:
                    break;
                case CANCELLING:
                    break;
            }
        }
        // 執行方法原邏輯
        return pjp.proceed(pjp.getArgs());
    }
}
複製程式碼

當事務處於 TransactionStatus.TRYING 時，呼叫 #enlistParticipant(...) 方法，新增事務參與者。
呼叫 ProceedingJoinPoint#proceed(...) 方法，執行方法原邏輯。

ResourceCoordinatorInterceptor#enlistParticipant() 實現程式碼如下：

private void enlistParticipant(ProceedingJoinPoint pjp) throws IllegalAccessException, InstantiationException {
   // 獲得 @Compensable 註解
   Method method = CompensableMethodUtils.getCompensableMethod(pjp);
   if (method == null) {
       throw new RuntimeException(String.format("join point not found method, point is : %s", pjp.getSignature().getName()));
   }
   Compensable compensable = method.getAnnotation(Compensable.class);
   // 獲得 確認執行業務方法 和 取消執行業務方法
   String confirmMethodName = compensable.confirmMethod();
   String cancelMethodName = compensable.cancelMethod();
   // 獲取 當前執行緒事務第一個(頭部)元素
   Transaction transaction = transactionManager.getCurrentTransaction();
   // 建立 事務編號
   TransactionXid xid = new TransactionXid(transaction.getXid().getGlobalTransactionId());
   // TODO
   if (FactoryBuilder.factoryOf(compensable.transactionContextEditor()).getInstance().get(pjp.getTarget(), method, pjp.getArgs()) == null) {
       FactoryBuilder.factoryOf(compensable.transactionContextEditor()).getInstance().set(new TransactionContext(xid, TransactionStatus.TRYING.getId()), pjp.getTarget(), ((MethodSignature) pjp.getSignature()).getMethod(), pjp.getArgs());
   }
   // 獲得類
   Class targetClass = ReflectionUtils.getDeclaringType(pjp.getTarget().getClass(), method.getName(), method.getParameterTypes());
   // 建立 確認執行方法呼叫上下文 和 取消執行方法呼叫上下文
   InvocationContext confirmInvocation = new InvocationContext(targetClass,
           confirmMethodName,
           method.getParameterTypes(), pjp.getArgs());
   InvocationContext cancelInvocation = new InvocationContext(targetClass,
           cancelMethodName,
           method.getParameterTypes(), pjp.getArgs());
   // 建立 事務參與者
   Participant participant =
           new Participant(
                   xid,
                   confirmInvocation,
                   cancelInvocation,
                   compensable.transactionContextEditor());
   // 新增 事務參與者 到 事務
   transactionManager.enlistParticipant(participant);
}
複製程式碼

呼叫 CompensableMethodUtils#getCompensableMethod(...) 方法，獲得帶 @Compensable 註解的方法。
呼叫 #getCurrentTransaction() 方法，獲取事務。

呼叫 TransactionXid 構造方法，建立分支事務編號。實現程式碼如下：

/**
 * 全域性事務編號
 */
private byte[] globalTransactionId;
/**
 * 分支事務編號
 */
private byte[] branchQualifier;

public TransactionXid(byte[] globalTransactionId) {
   this.globalTransactionId = globalTransactionId;
   branchQualifier = uuidToByteArray(UUID.randomUUID()); // 生成 分支事務編號
}
複製程式碼

分支事務編號( branchQualifier ) 需要生成。

TODO TransactionContext 和 Participant 的關係。

呼叫 ReflectionUtils#getDeclaringType(...) 方法，獲得宣告 @Compensable 方法的實際類。實現程式碼如下：

public static Class getDeclaringType(Class aClass, String methodName, Class<?>[] parameterTypes) {
   Method method;
   Class findClass = aClass;
   do {
       Class[] clazzes = findClass.getInterfaces();
       for (Class clazz : clazzes) {
           try {
               method = clazz.getDeclaredMethod(methodName, parameterTypes);
           } catch (NoSuchMethodException e) {
               method = null;
           }
           if (method != null) {
               return clazz;
           }
       }
       findClass = findClass.getSuperclass();
   } while (!findClass.equals(Object.class));
   return aClass;
}
複製程式碼

呼叫 InvocationContext 構造方法，分別建立確認執行方法呼叫上下文和取消執行方法呼叫上下文。實現程式碼如下：

/**
* 類
*/
private Class targetClass;
/**
* 方法名
*/
private String methodName;
/**
* 引數型別陣列
*/
private Class[] parameterTypes;
/**
* 引數陣列
*/
private Object[] args;
    
public InvocationContext(Class targetClass, String methodName, Class[] parameterTypes, Object... args) {
  this.methodName = methodName;
  this.parameterTypes = parameterTypes;
  this.targetClass = targetClass;
  this.args = args;
}
複製程式碼

呼叫 Participant 構造方法，建立事務參與者。實現程式碼如下：

public class Participant implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 4127729421281425247L;

    /**
     * 事務編號
     */
    private TransactionXid xid;
    /**
     * 確認執行業務方法呼叫上下文
     */
    private InvocationContext confirmInvocationContext;
    /**
     * 取消執行業務方法
     */
    private InvocationContext cancelInvocationContext;
    /**
     * 執行器
     */
    private Terminator terminator = new Terminator();
    /**
     * 事務上下文編輯
     */
    Class<? extends TransactionContextEditor> transactionContextEditorClass;

    public Participant() {
    }

    public Participant(TransactionXid xid, InvocationContext confirmInvocationContext, InvocationContext cancelInvocationContext, Class<? extends TransactionContextEditor> transactionContextEditorClass) {
        this.xid = xid;
        this.confirmInvocationContext = confirmInvocationContext;
        this.cancelInvocationContext = cancelInvocationContext;
        this.transactionContextEditorClass = transactionContextEditorClass;
    }
}
複製程式碼

呼叫 TransactionManager#enlistParticipant(...) 方法，新增事務參與者到事務。

666. 彩蛋

受限於本人的能力，蠻多處表達不夠清晰或者易懂，非常抱歉。如果你對任何地方有任何疑問，歡迎新增本人微訊號( wangwenbin-server )，期待與你的交流。不限於 TCC，也可以是分散式事務，也可以是微服務，以及等等。

外送一本武林祕籍：帶中文註釋的 TCC-Transaction 倉庫地址，目前正在慢慢完善。傳送門：github.com/YunaiV/tcc-…。

再送一本葵花寶典：《TCC型分散式事務原理和實現》系列。

胖友，分享一個朋友圈可好？

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Golang 實現 Redis(8): TCC分散式事務
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TCC-Transaction 原始碼分析 —— TCC 實現

1. 概述

2. TCC 原理

3. TCC-Transaction 原理

4. 事務與參與者

4.1 事務

4.2 參與者

5. 事務管理器

5.1 發起根事務

5.2 傳播發起分支事務

5.3 傳播獲取分支事務

5.4 提交事務

5.5 回滾事務

5.6 新增參與者到事務

6. 事務攔截器

6.1 Compensable

6.2 可補償事務攔截器

6.3 資源協調者攔截器

666. 彩蛋

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