Mysql的分布式(XA)真面目

一、XA是什么？

XA 协议本就是为一个分布式事务协议，它规定了 XA PREPARE、XA COMMIT、XA ROLLBACK 等命令。XA 协议规定了事务管理器（协调者）和资源管理器（数据节点）如何交互，共同完成分布式 2PC 的过程

XA主要规定了RM与TM之间的交互，下面来看下XA规范中定义的RM 和 TM交互的接口：

• xa_start负责开启或者恢复一个事务分支，并且管理XID到调用线程

  • xa_end 负责取消当前线程与事务分支的关联
  • xa_prepare负责询问RM 是否准备好了提交事务分支
  • xa_commit通知RM提交事务分支
• xa_rollback 通知RM回滚事务分支

XA协议是使用了二阶段协议的，其中：

第一阶段TM要求所有的RM准备提交对应的事务分支，询问RM是否有能力保证成功的提交事务分支，RM根据自己的情况，如果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，并给TM回执OK；否者给TM的回执NO。RM在发送了否定答复并回滚了已经的工作后，就可以丢弃这个事务分支信息了。

第二阶段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回执NO的话，则TM通知所有RM回滚自己的事务分支。

也就是TM与RM之间是通过两阶段提交协议进行交互的。

二、MySQL中XA实现

1.内部XA事务

MySQL中只有InnoDB引擎支持XA协议，内部XA事务主要用来协调存储引擎和二进制日志

确认下mysql是否启动了xa功能：

测试手动执行xa事务：

其中首先使用XA START ‘xid' 启动了一个XA事务，并把它置于ACTIVE状态

对于一个ACTIVE状态的 XA事务，我们可以执行构成事务的多条SQL语句，也就是指定分支事务的边界，然后执行一个XA END ‘xid'语句，XA END把事务放入IDLE状态，也就是结束事务边界，在xa start和xa end之间的语句就构成了本分支事务的一个事务范围。当调用xa end 'xid1'后由于结束了事务边界，所以这时候如果在执行sql语句会抛出ERROR 1399 (XAE07): XAER_RMFAIL: The command cannot be executed when global transaction is in the IDLE state错误，也就是当分支事务处于IDLE状态时候不允许执行没有包含到分支事务边界里面的其他sql.

对于一个IDLE 状态XA事务，可以执行一个XA PREPARE语句或一个XA COMMIT…ONE PHASE语句,其中XA PREPARE把事务放入PREPARED状态。在此点上的XA RECOVER语句将在其输出中包括事务的xid值，因为XA RECOVER会列出处于PREPARED状态的所有XA事务。XA COMMIT…ONE PHASE用于预备和提交事务，也就是转换为一阶段协议，直接提交事务。

对于一个PREPARED状态的 XA事务,可以执行XA COMMIT 语句来提交或者执行XA ROLLBACK来回滚xa事务。

其中二阶段协议中第一阶段是执行 xa prepare时候，这时候MySQL客户端（TM）向MySQL数据库服务器（RM）发出prepare"准备提交"请求，数据库收到请求后执行数据修改和日志记录等处理，处理完成后只是把事务的状态改成"可以提交",然后把结果返回给事务管理器。

如果第一阶段中数据库都prepare成功，那么mysql客户端（TM）向数据库服务器发出"commit"请求，数据库服务器把事务的"可以提交"状态改为"提交完成"状态，然后返回应答。如果在第一阶段内数据库的操作发生了错误，或者mysql客户端（RM）收不到数据库的回应，则认为事务失败，执行rollback回撤所有数据库的事务。

两阶段提交PC

mysql的两阶段提交原理

（1） perpare阶段 写入redo日志
1、设置undo state=TRX_UNDO_PREPARED；
2、刷事务更新产生的redo日志；
（2） commit阶段 写入binlog日志
1、将事务产生的binlog写入文件，刷入磁盘；
2、设置undo页的状态,置为TRX_UNDO_TO_FREE或TRX_UNDO_TO_PURGE; //标记可以清理回滚段
3、记录事务对应的binlog偏移，写入系统表空间。
两阶段提交是跨系统维持数据逻辑一致性时常用的一个方案。两阶段存在阻塞难题，提出的三阶段提交，在二阶段的基础上增加了一个预提交。
（3）假设法验证为什么分两阶段：
A. 先写 redo log 后写 binlog。假设在 redo log 写完，binlog 还没有写完的时候，MySQL 进程异常重启。由于我们前面说过的，redo log 写完之后，系统即使崩溃，仍然能够把数据恢复回来，所以恢复后这一行 c 的值是 1。
但是由于 binlog 没写完就 crash 了，这时候 binlog 里面就没有记录这个语句。因此，之后备份日志的时候，存起来的 binlog 里面就没有这条语句。
然后你会发现，如果需要用这个 binlog 来恢复临时库的话，由于这个语句的 binlog 丢失，这个临时库就会少了这一次更新，恢复出来的这一行 c 的值就是 0，与原库的值不同。
B. 先写 binlog 后写 redo log。如果在 binlog 写完之后 crash，由于 redo log 还没写，崩溃恢复以后这个事务无效，所以这一行 c 的值是 0。但是 binlog 里面已经记录了“把c 从 0 改成 1”这个日志。所以，在之后用 binlog 来恢复的时候就多了一个事务出来，恢复出来的这一行 c 的值就是 1，与原库的值不同。
（4）redo和binlog这两种日志有以下三点不同。
1、 redo log 是 InnoDB 引擎特有的；binlog 是 MySQL 的 Server 层实现的，所有引擎都可以使用。
2、 redo log 是物理日志，记录的是“在某个数据页上做了什么修改”；binlog 是逻辑日志，记录的是这个语句的原始逻辑，比如“给 ID=2 这一行的 c 字段加 1 ”。
3、redo log 是循环写的，空间固定会用完；binlog 是可以追加写入的。“追加写”是指 binlog 文件写到一定大小后会切换到下一个，并不会覆盖以前的日志。

2.外部XA事务

参与到外部分布式事务中（比如多个数据库实现的分布式事务），目前mysql对外部事务的支持还不够，这里也就不进行太多的描述了。

总结

以上就是这次对mysqlXA的理解和总结，主要参照mysql官方文档资料并加入自己的实践和理解，贴一下mysql官方文档地址，希望大家多多支持和关注。