当前位置： 首页 > article >正文

Seata入门系列【15】@GlobalLock注解使用场景及源码分析

article 2024/11/14 20:20:51

1 前言

在Seata 中提供了一个全局锁注解@GlobalLock，字面意思是全局锁，搜索相关文档，发现资料很少，所以分析下它的应用场景和基本原理，首先看下源码中对该注解的说明：

// 声明事务仅在单个本地RM中执行
// 但事务需要确保要更新（或选择更新）的记录不在全局事务中
// 在上述情况下，使用此注解而不是@GlobalTransaction将有助于提高性能。
// @see io.seata.spring.annotation.GlobalTransactionScanner#wrapIfNecessary(Object, String, Object)用于TM、GlobalLock和TCC模式的扫描器
// @see io.seata.spring.annotation.GlobalTransactionalInterceptor#handleGlobalLock(MethodInvocation)@GlobalLock的拦截器
// @see io.seata.spring.annotation.datasource.SeataAutoDataSourceProxyAdvice#invoke(MethodInvocation) GlobalLockLogic和AT/XA模式的拦截器
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Inherited
public @interface GlobalLock {
    /**
     * 自定义全局锁重试间隔（单位：毫秒）
     * 您可以使用它覆盖“client.rm.lock.retryInterval”的全局配置，默认10
     * 注意：0或负数将不起作用（这意味着返回到全局配置）
     */
    int lockRetryInternal() default 0;

    /**
     * 自定义全局锁重试次数
     * 您可以使用它覆盖“client.rm.lock.retryTimes”的全局配置，默认30
     * 注：负数无效（这意味着返回全局配置
     */
    int lockRetryTimes() default -1;
}

源码注释大概意思：对于某条数据进行更新操作，如果全局事务正在进行，当某个本地事务需要更新该数据时，需要使用@GlobalLock确保其不会对全局事务正在操作的数据进行修改。

2 问题场景

我们参考下图，搭建一个测试案例：
在这里插入图片描述

2.1 编写代码

首先编写一个全局事务，调用订单服务下订单，扣除余额-1。

    @GlobalTransactional(rollbackFor = Throwable.class, timeoutMills = 300000)
    public void test() throws InterruptedException {
        log.info("Assign Service Begin ... xid: " + RootContext.getXID() + "\n");
        //1.创建账户 扣款
        AccountTbl accountTbl = accountTblMapper.selectById(11111111);
        AccountTbl accountTbl1 = accountTbl.setMoney(accountTbl.getMoney() - 1);
        accountTblMapper.updateById(accountTbl1);
        //2.创建订单
        orderClint.insert(accountTbl.getUserId() + "", "iphone11", 1 + "");
        // 休眠5秒
        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        int i = 5 / 0;
         //模拟异常
    }

在编写一个本地@Transactional事务，直接扣除余额-1。

    @GetMapping("/GlobalLock")
    @Transactional
    public Object GlobalLock() {
        AccountTbl accountTbl = accountTblMapper.selectById(11111111);
        AccountTbl accountTbl1 = accountTbl.setMoney(accountTbl.getMoney()-1);
        accountTblMapper.updateById(accountTbl1);
        return "成功执行！！！";
    }

2.2 测试

数据库修改余额为100 元，然后测试全局事务接口，发现异常时能正常全局回滚。
在这里插入图片描述
在执行全局事务的过程中，调用GlobalLock接口，修改数据，因为全局事务接口中休眠了5秒，所以需要在访问全局接口打印全局事务日志后，快速访问GlobalLock接口。

这个时候会发现，全局事务第二阶段回滚失败，并一直在重试：
在这里插入图片描述
原因分析： 因为在全局事务执行的过程中，一阶段会直接提交本地事务，其他本地事务可直接修改该数据，所以会导致全局事务二阶段回滚时，发现数据被修改过，认为数据已经脏了，回滚失败。

2.3 解决方案

  • 手动处理：锁表，然后直接将数据修改为正常状态，但是这种比较麻烦，需要梳理脏数据的原因，也影响业务实际运行

  • 提前预防：使用@GlobalLock，在执行本地事务时，去获取该数据的全局锁，如果获取不到，说明该数据正在被全局事务执行，可以进行重试获取。

在本地修改事务上加上@GlobalLock，配置重试间隔为100ms，次数为100次，说明在10S内会不断重试获取全局锁，如果该记录在全局事务中，则会失败：

    @GlobalLock(lockRetryInternal = 100, lockRetryTimes = 100)
    @GetMapping("/GlobalLock")
    @Transactional
    public Object GlobalLock() {
        AccountTbl accountTbl = accountTblMapper.selectById(11111111);
        AccountTbl accountTbl1 = accountTbl.setMoney(accountTbl.getMoney() - 1);
        accountTblMapper.updateById(accountTbl1);
        return "成功执行！！！";
    }

2.4 注意事项

在使用@GlobalLock注解的时候，我们需要更新之前，在查询方法中添加排它锁，比如根据ID 查询时，需要如下SQL 书写：

    <select id="selectById" parameterType="integer" resultType="com.hnmqet.demo01.entity.AccountTbl">
        SELECT id,user_id,money FROM account_tbl WHERE id=#{id} FOR UPDATE
    </select>

这是因为，只有添加了 FOR UPDATE，Seata 才会进行创建重试的执行器，这样事务失败时，会释放本地锁，等待一定时间再重试。如果不添加，则会一直占有本地锁，全局事务回滚需要本地锁，则全局事务就只能等@GlobalLock事务超时失败才能拿到本地锁释放全局锁，造成@GlobalLock永远获取不到全局锁。

3 源码分析

3.1 进入拦截器

之前分析过GlobalTransactionScanner（全局事务扫描器）会扫描@GlobalLock、@GlobalTransactional注解标识的方法，并为其添加GlobalTransactionalInterceptor（全局事务拦截器）。

所以@GlobalLock标注的方法执行时，会进入到GlobalTransactionalInterceptor的invoke方法，获取@GlobalLock注解，然后进入到handleGlobalLock方法处理。
在这里插入图片描述
handleGlobalLock方法会创建一个GlobalLockExecutor匿名内部类，然后调用GlobalLockTemplate 的execute方法：

    Object handleGlobalLock(final MethodInvocation methodInvocation, final GlobalLock globalLockAnno) throws Throwable {
        return this.globalLockTemplate.execute(new GlobalLockExecutor() {
            public Object execute() throws Throwable {
                return methodInvocation.proceed();
            }
            public GlobalLockConfig getGlobalLockConfig() {
            	// 获取@GlobalLock 注解上的配置
                GlobalLockConfig config = new GlobalLockConfig();
                config.setLockRetryInternal(globalLockAnno.lockRetryInternal());
                config.setLockRetryTimes(globalLockAnno.lockRetryTimes());
                return config;
            }
        });
    }

GlobalLockTemplate模板类只有一个方法，处理逻辑也很简单，就是将注解配置塞入线程中，结束后清理：

    public Object execute(GlobalLockExecutor executor) throws Throwable {
        boolean alreadyInGlobalLock = RootContext.requireGlobalLock();
        if (!alreadyInGlobalLock) {
            RootContext.bindGlobalLockFlag();
        }
        // 将注解配置塞入ThreadLocal中
        GlobalLockConfig myConfig = executor.getGlobalLockConfig();
        GlobalLockConfig previousConfig = GlobalLockConfigHolder.setAndReturnPrevious(myConfig);
        try {
        	// 调用内部类的执行方法执行业务逻辑
            return executor.execute();
        } finally {
            //仅当这是根调用者时解除绑定。
			//否则，外部调用方将丢失全局锁标志
            if (!alreadyInGlobalLock) {
                RootContext.unbindGlobalLockFlag();
            }
            //如果前面的配置不是空的，我们需要将其设置回原来的配置
			//这样外部逻辑仍然可以使用它们的配置
            if (previousConfig != null) {
                GlobalLockConfigHolder.setAndReturnPrevious(previousConfig);
            } else {
                GlobalLockConfigHolder.remove();
            }
        }
    }

3.2 进入数据源代理

在执行业务逻辑时，因为配置了数据源代理，SQL 操作都会进入到代理数据源中，大概流程为PreparedStatementProxy.execute=>ExecuteTemplate.execute=>Executor.executor。

因为我们根据ID 查询数据时加了 FOR UPDATE（排它锁），所以执行器为SelectForUpdateExecutor，在这个执行方法中，就会进行全局锁的获取，这个时候会遇到以下几种情况：

  • 获取到全局锁，则正常执行，因为加了排它锁，其他事务都会被隔离，得等待当前事务执行完成

  • 被全局事务占有全局锁和排它锁，则会等待全局一阶段事务提交释放本地锁，GlobalLock获取到本地锁后，等待全局事务提交，释放全局锁后，再执行，

  • 如果全局失败，回滚时需要排它锁，这个时候，GlobalLock因为没有获取到全局锁抛出异常，会在异常中进行事务回滚，休眠一定时间，这个时候会让出排它锁，全局获取到排它锁后再进行全局回滚成功释放全局锁，GlobalLock在重试过程中，获取到全局锁，则成功执行，做到了很好的事务隔离性。

    @Override
    public T doExecute(Object... args) throws Throwable {
    	// 1. 获取数据库连接
        Connection conn = statementProxy.getConnection();
        // 2. 获取数据库元数据
        DatabaseMetaData dbmd = conn.getMetaData();
        T rs;
        Savepoint sp = null;
        boolean originalAutoCommit = conn.getAutoCommit();
        try {
            if (originalAutoCommit) {
                /*
                 * 为了在全局锁检查期间保持本地数据库锁
                 * 如果原始自动提交为true，则首先将自动提交值设置为false
                 */
                conn.setAutoCommit(false);
            } else if (dbmd.supportsSavepoints()) {
                /*
                 * 为了在全局锁冲突时释放本地数据库锁
                 * 如果原始自动提交为false，则创建一个保存点，然后使用此处的保存点释放db
                 * 如有必要，在全局锁定检查期间锁定
                 */
                sp = conn.setSavepoint();
            } else {
                throw new SQLException("not support savepoint. please check your db version");
            }
			// 3. 创建一个锁重试控制器
            LockRetryController lockRetryController = new LockRetryController();
            ArrayList<List<Object>> paramAppenderList = new ArrayList<>();
            // 4. SELECT id FROM account_tbl WHERE id = ? FOR UPDATE
            // 
            String selectPKSQL = buildSelectSQL(paramAppenderList);
            while (true) {
                try {
                    // #870
                    // 
                    rs = statementCallback.execute(statementProxy.getTargetStatement(), args);

                    // 尝试获取选定行的全局锁
                    // 获取主键列及值
                    TableRecords selectPKRows = buildTableRecords(getTableMeta(), selectPKSQL, paramAppenderList);
                    // 构建全局锁Key :account_tbl:11111111
                    String lockKeys = buildLockKey(selectPKRows);
                    if (StringUtils.isNullOrEmpty(lockKeys)) {
                        break;
                    }

                    if (RootContext.inGlobalTransaction() || RootContext.requireGlobalLock()) {
                        // 在@GlobalTransactional或@GlobalLock下做同样的事情
                        // 这里只检查全局锁
                        statementProxy.getConnectionProxy().checkLock(lockKeys);
                    } else {
                        throw new RuntimeException("Unknown situation!");
                    }
                    break;
                } catch (LockConflictException lce) {
                	// 如锁被占用，会抛出锁冲突异常 ：LockConflictException
                	// 直接回滚，释放本地锁
                    if (sp != null) {
                        conn.rollback(sp);
                    } else {
                        conn.rollback();
                    }
                    // 触发重试，线程睡眠设置的时间，超过重试此时，则会抛出LockWaitTimeoutException 异常
                    lockRetryController.sleep(lce);
                }
            }
        } finally {
            if (sp != null) {
                try {
                    if (!JdbcConstants.ORACLE.equalsIgnoreCase(getDbType())) {
                        conn.releaseSavepoint(sp);
                    }
                } catch (SQLException e) {
                    LOGGER.error("{} release save point error.", getDbType(), e);
                }
            }
            if (originalAutoCommit) {
                conn.setAutoCommit(true);
            }
        }
        return rs;
    }

3.3 更新数据

在通过 FOR UPDATE 查询到数据后，再更新当前数据，因为查询和修改在一个@Transactional方法里，所以他们是一个事务，在查询的时候添加了排它锁，并且获取到了全局锁，才会执行到更新方法。

FOR UPDATE 获取到全局锁后，进入到业务的更新操作，这里和一阶段执行本地事务完全一致，之前分析过，就不赘述了。


http://www.kler.cn/a/108088.html

相关文章：

  • 提取神经网络数学表达式
  • LabVIEW开发相机与显微镜自动对焦功能
  • 《TCP/IP网络编程》学习笔记 | Chapter 8：域名及网络地址
  • 普通电脑上安装属于自己的Llama 3 大模型和对话客户端
  • 类别变量分析——卡方独立性检验卡方拟合优度检验
  • Elasticsearch可视化工具Elasticvue插件用法
  • 面试经典150题——Day24
  • React Router初学者入门指南（2023版）
  • Pytorch代码入门学习之分类任务（三）：定义损失函数与优化器
  • 【Qt】绘图与绘图设备
  • C++不能在子类中构造函数的初始化成员列表中直接初始化基类成员变量
  • C++ 运算符
  • Linux touch命令：创建文件及修改文件时间
  • 底层驱动day8作业
  • 【C++】智能指针：auto_ptr、unique_ptr、share_ptr、weak_ptr（技术介绍 + 代码实现）（待更新）
  • Megatron-LM GPT 源码分析（三） Pipeline Parallel分析
  • AWS SAP-C02教程11-解决方案
  • C#，数值计算——分类与推理，基座向量机的 Svmgenkernel的计算方法与源程序
  • 中微爱芯74逻辑兼容替代TI/ON/NXP工规品质型号全
  • 【杂记】Ubuntu20.04装系统，安装CUDA等
  • python爬虫之feapder.AirSpider轻量爬虫案例：豆瓣
  • PHP简单实现预定义钩子和自定义钩子
  • Linux国产系统无法连接身份证读卡器USB权限解决办法
  • nrf52832 开发板入手笔记：J-Flash 蓝牙协议栈烧写
  • Nginx 的配置文件（负载均衡，反向代理）
  • Spring Security: 整体架构