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TCC-Transaction 源码分析 —— TCC 实现

摘要: 原创出处 http://www.iocoder.cn/TCC-Transaction/tcc-core 「芋道源码」欢迎转载，保留摘要，谢谢！

本文主要基于 TCC-Transaction 1.2.3.3 正式版

1. 概述
2. TCC 原理
3. TCC-Transaction 原理
4. 事务与参与者
- 4.1 事务
- 4.2 参与者
5. 事务管理器
- 5.1 发起根事务
- 5.2 传播发起分支事务
- 5.3 传播获取分支事务
- 5.4 提交事务
- 5.5 回滚事务
- 5.6 添加参与者到事务
6. 事务拦截器
- 6.1 Compensable
- 6.2 可补偿事务拦截器
- 6.3 资源协调者拦截器
666. 彩蛋

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1. 概述

本文分享 TCC 实现 。主要涉及如下三个 Maven 项目：

tcc-transaction-core ：tcc-transaction 底层实现。
tcc-transaction-api ：tcc-transaction 使用 API。
tcc-transaction-spring ：tcc-transaction Spring 支持。

你行好事会因为得到赞赏而愉悦

同理，开源项目贡献者会因为 Star 而更加有动力

为 TCC-Transaction 点赞！传送门

OK，开始我们的第一段 TCC 旅程吧。

ps：笔者假设你已经阅读过《tcc-transaction 官方文档 —— 使用指南1.2.x》。

ps2： 未特殊说明的情况下，本文事务指的是 TCC事务 。

2. TCC 原理

FROM https://support.hwclouds.com/devg-servicestage/zh-cn_topic_0056814426.html

TCC事务

为了解决在事务运行过程中大颗粒度资源锁定的问题，业界提出一种新的事务模型，它是基于 业务层面 的事务定义。锁粒度完全由业务自己控制。它本质是一种补偿的思路。它把事务运行过程分成 Try、Confirm / Cancel 两个阶段。在每个阶段的逻辑由 业务代码控制 。这样就事务的锁粒度可以完全自由控制。业务可以在牺牲隔离性的情况下，获取更高的性能。

Try 阶段
- Try ：尝试执行业务
  - 完成所有业务检查( 一致性 )
  - 预留必须业务资源( 准隔离性 )
Confirm / Cancel 阶段：
- Confirm ：确认执行业务
  - 真正执行业务
  - 不做任务业务检查
  - Confirm 操作满足幂等性
- Cancel ：取消执行业务
  - 释放 Try 阶段预留的业务资源
  - Cancel 操作满足幂等性
- Confirm 与 Cancel 互斥

整体流程如下图：

红框部分功能由 tcc-transaction-core 实现：
- 启动业务活动
- 登记业务操作
- 提交 / 回滚业务活动
黄框部分功能由 tcc-transaction-http-sample 实现( 官方提供的示例项目 )：
- Try 操作
- Confirm 操作
- Cancel 操作

与 2PC协议比较：

位于业务服务层而非自愿层
没有单独的准备( Prepare )阶段，Try 操作兼备自愿操作与准备能力
Try 操作可以灵活选择业务资源的锁定粒度
较高开发成本

参考资料：

《支付宝运营架构中柔性事务指的是什么？》
《分布式事务的典型处理方式:2PC、TCC、异步确保和最大努力型》

3. TCC-Transaction 原理

在 TCC 里，一个业务活动可以有多个事务，每个业务操作归属于不同的事务，即一个事务可以包含多个业务操作。TCC-Transaction 将每个业务操作抽象成 事务参与者 ，每个事务可以包含多个 参与者 。

参与者需要声明 try / confirm / cancel 三个类型的方法，和 TCC 的操作一一对应。在程序里，通过 @Compensable 注解标记在 try 方法上，并填写对应的 confirm / cancel 方法，示例代码如下：

// 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) {}

在示例代码中，我们看到 TransactionContext，事务上下文，这个是怎么生成的呢？这里先卖一个关子。

TCC-Transaction 有两个拦截器，通过对 @Compensable AOP 切面( 参与者 try 方法 )进行拦截，透明化对参与者 confirm / cancel 方法调用，从而实现 TCC 。简化流程如下图：

第一个拦截器，可补偿事务拦截器，实现如下功能：

在 Try 阶段，对事务的发起、传播。
在 Confirm / Cancel 阶段，对事务提交或回滚。
为什么会有对事务的传播呢 ？在远程调用服务的参与者时，会通过**"参数"**( 需要序列化 )的形式传递事务给远程参与者。

第二个拦截器，资源协调者拦截器，实现如下功能：

在 Try 阶段，添加参与者到事务中。当事务上下文不存在时，进行创建。

实际拦截器对事务的处理会比上图复杂一些，在本文详细解析。

在 TCC-Transaction 代码实现上，组件分层如下图：

本文按照如下顺序分享：

内容是 自下而上 的方式分享，每个组件可以更加整体的被认识。当然这可能对你理解时产生一脸闷逼，所以推荐两种阅读方式：

简读 x 1 + 深读 x 1
倒着读，发现未分享的方法，全文检索该方法。

事务存储器在《TCC-Transaction 源码解析 —— 事务存储于恢复》详细解析。

事务恢复在《TCC-Transaction 源码解析 —— 事务恢复》详细解析。

4. 事务与参与者

在 TCC 里，一个事务( org.mengyun.tcctransaction.Transaction ) 可以有多个参与者( org.mengyun.tcctransaction.Participant )参与业务活动。类图关系如下(打开大图 )：

4.1 事务

Transaction 实现代码如下：

public class Transaction implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 7291423944314337931L;

    /**
     * 事务编号
     */
    private TransactionXid xid;
    /**
     * 事务状态
     */
    private TransactionStatus status;
    /**
     * 事务类型
     */
    private TransactionType transactionType;
    /**
     * 重试次数
     */
    private volatile int retriedCount = 0;
    /**
     * 创建时间
     */
    private Date createTime = new Date();
    /**
     * 最后更新时间
     */
    private Date lastUpdateTime = new Date();
    /**
     * 版本号
     */
    private long version = 1;
    /**
     * 参与者集合
     */
    private List<Participant> participants = new ArrayList<Participant>();
    /**
     * 附带属性映射
     */
    private Map<String, Object> attachments = new ConcurrentHashMap<String, Object>();
    
    /**
     * 添加参与者
     *
     * @param participant 参与者
     */
    public void enlistParticipant(Participant participant) {
        participants.add(participant);
    }

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

    /**
     * 回滚 TCC 事务
     */
    public void rollback() {
        for (Participant participant : participants) {
            participant.rollback();
        }
    }
}

xid，事务编号( TransactionXid )，用于唯一标识一个事务。使用 UUID 算法生成， 保证唯一性 。 org.mengyun.tcctransaction.api.TransactionXid 实现 javax.transaction.xa.Xid 接口，实现代码如下：

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

    /**
     * xid 格式标识符
     */
    private int formatId = 1;
    /**
     * 全局事务编号
     */
    private byte[] globalTransactionId;
    /**
     * 分支事务编号
     */
    private byte[] branchQualifier;
    
}

TODO 为什么要继承 Xid 接口？

status，事务状态( TransactionStatus )。 org.mengyun.tcctransaction.api.TransactionStatus 实现代码如下：

public enum TransactionStatus {
    /**
     * 尝试中状态
     */
    TRYING(1),
    /**
     * 确认中状态
     */
    CONFIRMING(2),
    /**
     * 取消中状态
     */
    CANCELLING(3);

    private int id;
}

transactionType，事务类型( TransactionType )。 org.mengyun.tcctransaction.common.TransactionType 实现代码如下：
```
public enum TransactionType {

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

    int id;
}
```
- 在「6.2 可补偿事务拦截器」有详细解析，可以看到看到这两种事务是如何发起。
retriedCount，重试次数。在 TCC 过程中，可能参与者异常崩溃，这个时候会进行重试直到成功或超过最大次数。在《TCC-Transaction 源码解析 —— 事务恢复》详细解析。
version，版本号，用于乐观锁更新事务。在《TCC-Transaction 源码解析 —— 事务存储器》详细解析。
attachments，附带属性映射。在《TCC-Transaction 源码解析 —— Dubbo 支持》详细解析。
提供 #enlistParticipant() 方法，添加事务参与者。
提供 #commit() 方法，调用参与者们提交事务。
提供 #rollback() 方法，调用参与者回滚事务。

4.2 参与者

Participant 实现代码如下：

public class Participant implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 4127729421281425247L;

    /**
     * 事务编号
     */
    private TransactionXid xid;
    /**
     * 确认执行业务方法调用上下文
     */
    private InvocationContext confirmInvocationContext;
    /**
     * 取消执行业务方法
     */
    private InvocationContext cancelInvocationContext;
    /**
     * 执行器
     */
    private Terminator terminator = new Terminator();
    /**
     * 事务上下文编辑
     */
    Class<? extends TransactionContextEditor> transactionContextEditorClass;
    
    /**
     * 提交事务
     */
    public void commit() {
        terminator.invoke(new TransactionContext(xid, TransactionStatus.CONFIRMING.getId()), confirmInvocationContext, transactionContextEditorClass);
    }

    /**
     * 回滚事务
     */
    public void rollback() {
        terminator.invoke(new TransactionContext(xid, TransactionStatus.CANCELLING.getId()), cancelInvocationContext, transactionContextEditorClass);
    }
}

xid，参与者事务编号。通过 TransactionXid.globalTransactionId 属性，关联上其所属的事务。当参与者进行远程调用时，远程的分支事务的事务编号等于该参与者的事务编号。通过事务编号的关联，TCC Confirm / Cancel 阶段，使用参与者的事务编号和远程的分支事务进行关联，从而实现事务的提交和回滚，在「5.2 传播发起分支事务」 + 「6.2 可补偿事务拦截器」可以看到具体实现。
confirmInvocationContext，确认执行业务方法调用上下文( InvocationContext )。 org.mengyun.tcctransaction.InvocationContext 实现代码如下：
```
public class InvocationContext implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -7969140711432461165L;

    /**
     * 类
     */
    private Class targetClass;
    /**
     * 方法名
     */
    private String methodName;
    /**
     * 参数类型数组
     */
    private Class[] parameterTypes;
    /**
     * 参数数组
     */
    private Object[] args;
}
```
- InvocationContext，执行方法调用上下文，记录类、方法名、参数类型数组、参数数组。通过这些属性，可以执行提交 / 回滚事务。在 org.mengyun.tcctransaction.Terminator 会看到具体的代码实现。本质上，TCC 通过多个参与者的 try / confirm / cancel 方法，实现事务的最终一致性。
cancelInvocationContext，取消执行业务方法调用上下文( InvocationContext )。

terminator，执行器( Terminator )。 org.mengyun.tcctransaction.Terminator 实现代码如下：

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 {
                // 获得 参与者对象
                Object target = FactoryBuilder.factoryOf(invocationContext.getTargetClass()).getInstance();
                // 获得 方法
                Method method = target.getClass().getMethod(invocationContext.getMethodName(), invocationContext.getParameterTypes());
                // 设置 事务上下文 到方法参数
                FactoryBuilder.factoryOf(transactionContextEditorClass).getInstance().set(transactionContext, target, method, invocationContext.getArgs());
                // 执行方法
                return method.invoke(target, invocationContext.getArgs());
            } catch (Exception e) {
                throw new SystemException(e);
            }
        }
        return null;
    }

}

FactoryBuilder，工厂 Builder，感兴趣的同学点击链接查看，已经添加完整中文代码注释。

transactionContextEditorClass，事务上下文编辑，在详细解析。
提交 #commit() 方法，提交参与者自己的事务。
提交 #rollback() 方法，回滚参与者自己的事务。

5. 事务管理器

org.mengyun.tcctransaction.TransactionManager ，事务管理器，提供事务的获取、发起、提交、回滚，参与者的新增等等方法。

5.1 发起根事务

提供 begin() 方法，发起根事务。该方法在调用方法类型为 MethodType.ROOT 并且事务处于 Try 阶段被调用。MethodType 在「6.2 可补偿事务拦截器」详细解析。

实现代码如下：

// TransactionManager.java
/**
* 发起根事务
*
* @return 事务
*/
public Transaction begin() {
   // 创建 根事务
   Transaction transaction = new Transaction(TransactionType.ROOT);
   // 存储 事务
   transactionRepository.create(transaction);
   // 注册 事务
   registerTransaction(transaction);
   return transaction;
}

调用 Transaction 构造方法，创建 根事务 。实现代码如下：

// Transaction.java
/**
* 创建指定类型的事务
*
* @param transactionType 事务类型
*/
public Transaction(TransactionType transactionType) {
   this.xid = new TransactionXid();
   this.status = TransactionStatus.TRYING; // 尝试中状态
   this.transactionType = transactionType;
}

目前该构造方法只有 TransactionManager#begin() 在调用，即只创建 根事务 。

调用 TransactionRepository#crete() 方法，存储事务。
调用 #registerTransaction(...) 方法，注册事务到当前线程事务队列。实现代码如下：
```
// TransactionManager.java
/**
* 当前线程事务队列
*/
private static final ThreadLocal<Deque<Transaction>> CURRENT = new ThreadLocal<Deque<Transaction>>();

/**
* 注册事务到当前线程事务队列
*
* @param transaction 事务
*/
private void registerTransaction(Transaction transaction) {
   if (CURRENT.get() == null) {
       CURRENT.set(new LinkedList<Transaction>());
   }
   CURRENT.get().push(transaction); // 添加到头部
}
```
- 可能有同学会比较好奇，为什么使用队列存储当前线程事务？TCC-Transaction 支持多个的事务 独立存在 ，后创建的事务先提交，类似 Spring 的 org.springframework.transaction.annotation.Propagation.REQUIRES_NEW 。在下文，很快我们就会看到 TCC-Transaction 自己的 org.mengyun.tcctransaction.api.Propagation 。

5.2 传播发起分支事务

调用 #propagationNewBegin(...) 方法，传播发起分支事务。该方法在调用方法类型为 MethodType.PROVIDER 并且事务处于 Try 阶段被调用。MethodType 在「6.2 可补偿事务拦截器」详细解析。

实现代码如下：

/**
* 传播发起分支事务
*
* @param transactionContext 事务上下文
* @return 分支事务
*/
public Transaction propagationNewBegin(TransactionContext transactionContext) {
  // 创建 分支事务
  Transaction transaction = new Transaction(transactionContext);
  // 存储 事务
  transactionRepository.create(transaction);
  // 注册 事务
  registerTransaction(transaction);
  return transaction;
}

调用 Transaction 构造方法，创建 分支事务 。实现代码如下：

/**
* 创建分支事务
*
* @param transactionContext 事务上下文
*/
public Transaction(TransactionContext transactionContext) {
   this.xid = transactionContext.getXid(); // 事务上下文的 xid
   this.status = TransactionStatus.TRYING; // 尝试中状态
   this.transactionType = TransactionType.BRANCH; // 分支事务
}

分支事务使用传播的事务上下文的事务编号。

调用 TransactionRepository#crete() 方法，存储事务。为什么要存储分支事务，在「6.3 资源协调者拦截器」详细解析。
调用 #registerTransaction(...) 方法，注册事务到当前线程事务队列。

5.3 传播获取分支事务

调用 #propagationExistBegin(...) 方法，传播发起分支事务。该方法在调用方法类型为 MethodType.PROVIDER 并且事务处于 Confirm / Cancel 阶段被调用。MethodType 在「6.2 可补偿事务拦截器」详细解析。

实现代码如下：

/**
* 传播获取分支事务
*
* @param transactionContext 事务上下文
* @return 分支事务
* @throws NoExistedTransactionException 当事务不存在时
*/
public Transaction propagationExistBegin(TransactionContext transactionContext) throws NoExistedTransactionException {
   // 查询 事务
   Transaction transaction = transactionRepository.findByXid(transactionContext.getXid());
   if (transaction != null) {
       // 设置 事务 状态
       transaction.changeStatus(TransactionStatus.valueOf(transactionContext.getStatus()));
       // 注册 事务
       registerTransaction(transaction);
       return transaction;
   } else {
       throw new NoExistedTransactionException();
   }
}

调用 TransactionRepository#findByXid() 方法，查询事务。
调用 Transaction#changeStatus(...) 方法，设置事务状态为 CONFIRMING 或 CANCELLING。
调用 #registerTransaction(...) 方法，注册事务到当前线程事务队列。
为什么此处是分支事务呢？结合 #propagationNewBegin(...) 思考下。

5.4 提交事务

调用 #commit(...) 方法，提交事务。该方法在 事务处于 Confirm / Cancel 阶段 被调用。

实现代码如下：

/**
* 提交事务
*/
public void commit() {
   // 获取 事务
   Transaction transaction = getCurrentTransaction();
   // 设置 事务状态 为 CONFIRMING
   transaction.changeStatus(TransactionStatus.CONFIRMING);
   // 更新 事务
   transactionRepository.update(transaction);
   try {
       // 提交 事务
       transaction.commit();
       // 删除 事务
       transactionRepository.delete(transaction);
   } catch (Throwable commitException) {
       logger.error("compensable transaction confirm failed.", commitException);
       throw new ConfirmingException(commitException);
   }
}

调用 #getCurrentTransaction() 方法，获取事务。实现代码如下：

public Transaction getCurrentTransaction() {
   if (isTransactionActive()) {
       return CURRENT.get().peek(); // 获得头部元素
   }
   return null;
}

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

为什么获得队列头部元素呢？该元素即是上文调用 #registerTransaction(...) 注册到队列头部。

调用 Transaction#changeStatus(...) 方法，设置事务状态为 CONFIRMING。
调用 TransactionRepository#update(...) 方法，更新事务。
调用 Transaction#commit(...) 方法，提交事务。
调用 TransactionRepository#delete(...) 方法，删除事务。

5.5 回滚事务

调用 #rollback(...) 方法，取消事务，和 #commit() 方法基本类似。该方法在 事务处于 Confirm / Cancel 阶段 被调用。

实现代码如下：

/**
* 回滚事务
*/
public void rollback() {
   // 获取 事务
   Transaction transaction = getCurrentTransaction();
   // 设置 事务状态 为 CANCELLING
   transaction.changeStatus(TransactionStatus.CANCELLING);
   // 更新 事务
   transactionRepository.update(transaction);
   try {
       // 提交 事务
       transaction.rollback();
       // 删除 事务
       transactionRepository.delete(transaction);
   } catch (Throwable rollbackException) {
       logger.error("compensable transaction rollback failed.", rollbackException);
       throw new CancellingException(rollbackException);
   }
}

调用 #getCurrentTransaction() 方法，获取事务。
调用 Transaction#changeStatus(...) 方法，设置事务状态为 CANCELLING。
调用 TransactionRepository#update(...) 方法，更新事务。
调用 Transaction#rollback(...) 方法，回滚事务。
调用 TransactionRepository#delete(...) 方法，删除事务。

5.6 添加参与者到事务

调用 #enlistParticipant(...) 方法，添加参与者到事务。该方法在 事务处于 Try 阶段 被调用，在「6.3 资源协调者拦截器」有详细解析。

实现代码如下：

/**
* 添加参与者到事务
*
* @param participant 参与者
*/
public void enlistParticipant(Participant participant) {
   // 获取 事务
   Transaction transaction = this.getCurrentTransaction();
   // 添加参与者
   transaction.enlistParticipant(participant);
   // 更新 事务
   transactionRepository.update(transaction);
}

调用 #getCurrentTransaction() 方法，获取事务。
调用 Transaction#enlistParticipant(...) 方法，添加参与者到事务。
调用 TransactionRepository#update(...) 方法，更新事务。

6. 事务拦截器

TCC-Transaction 基于 org.mengyun.tcctransaction.api.@Compensable + org.aspectj.lang.annotation.@Aspect 注解 AOP 切面 实现业务方法的 TCC 事务声明拦截，同 Spring 的 org.springframework.transaction.annotation.@Transactional 的实现。

TCC-Transaction 有两个拦截器：

org.mengyun.tcctransaction.interceptor.CompensableTransactionInterceptor ，可补偿事务拦截器。
org.mengyun.tcctransaction.interceptor.ResourceCoordinatorInterceptor ，资源协调者拦截器。

在分享拦截器的实现之前，我们先一起看看 @Compensable 注解。

6.1 Compensable

@Compensable，标记可补偿的方法注解。实现代码如下：

public @interface Compensable {

    /**
     * 传播级别
     */
    Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;

    /**
     * 确认执行业务方法
     */
    String confirmMethod() default "";

    /**
     * 取消执行业务方法
     */
    String cancelMethod() default "";

    /**
     * 事务上下文编辑
     */
    Class<? extends TransactionContextEditor> transactionContextEditor() default DefaultTransactionContextEditor.class;
}

propagation，传播级别( Propagation )，默认 Propagation.REQUIRED。和 Spring 的 Propagation 除了缺少几个属性，基本一致。实现代码如下：

public enum Propagation {

    /**
     * 支持当前事务，如果当前没有事务，就新建一个事务。
     */
    REQUIRED(0),
    /**
     * 支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行。
     */
    SUPPORTS(1),
    /**
     * 支持当前事务，如果当前没有事务，就抛出异常。
     */
    MANDATORY(2),
    /**
     * 新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。
     */
    REQUIRES_NEW(3);

    private final int value;
}

confirmMethod，确认执行业务方法名。
cancelMethod，取消执行业务方法名。

TransactionContextEditor，事务上下文编辑器( TransactionContextEditor )，用于设置和获得事务上下文( TransactionContext )，在「6.3 资源协调者拦截器」可以看到被调用，此处只看它的代码实现。 org.mengyun.tcctransaction.api.TransactionContextEditor 接口代码如下：

public interface TransactionContextEditor {

    /**
     * 从参数中获得事务上下文
     *
     * @param target 对象
     * @param method 方法
     * @param args 参数
     * @return 事务上下文
     */
    TransactionContext get(Object target, Method method, Object[] args);

    /**
     * 设置事务上下文到参数中
     *
     * @param transactionContext 事务上下文
     * @param target 对象
     * @param method 方法
     * @param args 参数
     */
    void set(TransactionContext transactionContext, Object target, Method method, Object[] args);

}

DefaultTransactionContextEditor，默认事务上下文编辑器实现。实现代码如下：

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; // 设置方法参数
        }
    }

    /**
     * 获得事务上下文在方法参数里的位置
     *
     * @param parameterTypes 参数类型集合
     * @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;
    }
}

NullableTransactionContextEditor，无事务上下文编辑器实现。实现代码如下：

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) {
     }
 }

DubboTransactionContextEditor，Dubbo 事务上下文编辑器实现，通过 Dubbo 隐式传参方式获得事务上下文，在《TCC-Transaction 源码解析 —— Dubbo 支持》详细解析。

6.2 可补偿事务拦截器

先一起来看下可补偿事务拦截器对应的切面 org.mengyun.tcctransaction.interceptor.CompensableTransactionAspect ，实现代码如下：

@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();
}

通过 org.aspectj.lang.annotation.@Pointcut + org.aspectj.lang.annotation.@Around 注解，配置对 @Compensable 注解的方法 进行拦截，调用 CompensableTransactionInterceptor#interceptCompensableMethod(...) 方法进行处理。

CompensableTransactionInterceptor 实现代码如下：

public class CompensableTransactionInterceptor {
    
    private TransactionManager transactionManager;

    private Set<Class<? extends Exception>> delayCancelExceptions;
    
    public Object interceptCompensableMethod(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        // 获得带 @Compensable 注解的方法
        Method method = CompensableMethodUtils.getCompensableMethod(pjp);
        //
        Compensable compensable = method.getAnnotation(Compensable.class);
        Propagation propagation = compensable.propagation();
        // 获得 事务上下文
        TransactionContext transactionContext = FactoryBuilder.factoryOf(compensable.transactionContextEditor()).getInstance().get(pjp.getTarget(), method, pjp.getArgs());
        // 当前线程是否在事务中
        boolean isTransactionActive = transactionManager.isTransactionActive();
        // 判断事务上下文是否合法
        if (!TransactionUtils.isLegalTransactionContext(isTransactionActive, propagation, transactionContext)) {
            throw new SystemException("no active compensable transaction while propagation is mandatory for method " + method.getName());
        }
        // 计算方法类型
        MethodType methodType = CompensableMethodUtils.calculateMethodType(propagation, isTransactionActive, transactionContext);
        // 处理
        switch (methodType) {
            case ROOT:
                return rootMethodProceed(pjp);
            case PROVIDER:
                return providerMethodProceed(pjp, transactionContext);
            default:
                return pjp.proceed();
        }
    }
}

调用 CompensableMethodUtils#getCompensableMethod(...) 方法，获得带 @Compensable 注解的方法。实现代码如下：

// CompensableMethodUtils.java
/**
* 获得带 @Compensable 注解的方法
*
* @param pjp 切面点
* @return 方法
*/
public static Method getCompensableMethod(ProceedingJoinPoint pjp) {
   Method method = ((MethodSignature) (pjp.getSignature())).getMethod(); // 代理方法对象
   if (method.getAnnotation(Compensable.class) == null) {
       try {
           method = pjp.getTarget().getClass().getMethod(method.getName(), method.getParameterTypes()); // 实际方法对象
       } catch (NoSuchMethodException e) {
           return null;
       }
   }
   return method;
}

调用 TransactionContextEditor#get(...) 方法，从参数中获得事务上下文。 为什么从参数中可以获得事务上下文呢 ？在「6.3 资源协调者拦截器」揭晓答案。

调用 TransactionManager#isTransactionActive() 方法，当前线程是否在事务中。实现代码如下：

// 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();
}

调用 TransactionUtils#isLegalTransactionContext(...) 方法，判断事务上下文是否合法。实现代码如下：

// TransactionUtils.java
/**
* 判断事务上下文是否合法
* 在 Propagation.MANDATORY 必须有在事务内
*
* @param isTransactionActive 是否
* @param propagation 传播级别
* @param transactionContext 事务上下文
* @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;
}

当传播级别为 Propagation.MANDATORY 时，要求必须在事务中。

调用 CompensableMethodUtils#calculateMethodType(...) 方法，计算方法类型。实现代码如下：
```
/**
* 计算方法类型
*
* @param propagation 传播级别
* @param isTransactionActive 是否事务开启
* @param transactionContext 事务上下文
* @return 方法类型
*/
public static MethodType calculateMethodType(Propagation propagation, boolean isTransactionActive, TransactionContext transactionContext) {
   if ((propagation.equals(Propagation.REQUIRED) && !isTransactionActive && transactionContext == null) // Propagation.REQUIRED：支持当前事务，当前没有事务，就新建一个事务。
           || propagation.equals(Propagation.REQUIRES_NEW)) { // Propagation.REQUIRES_NEW：新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。
       return MethodType.ROOT;
   } else if ((propagation.equals(Propagation.REQUIRED) // Propagation.REQUIRED：支持当前事务
               || propagation.equals(Propagation.MANDATORY)) // Propagation.MANDATORY：支持当前事务
           && !isTransactionActive && transactionContext != null) {
       return MethodType.PROVIDER;
   } else {
       return MethodType.NORMAL;
   }
}
```
- 计算方法类型( MethodType )的目的，可以根据不同方法类型，做不同的事务处理。
- 方法类型为 MethodType.ROOT 时，发起 根事务 ，判断条件如下二选一：
  - 事务传播级别为 Propagation.REQUIRED，并且当前没有事务。
  - 事务传播级别为 Propagation.REQUIRES_NEW，新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。此时，事务管理器的当前线程事务队列可能会存在多个事务。
- 方法类型为 MethodType.ROOT 时，发起 分支事务 ，判断条件如下二选一：
  - 事务传播级别为 Propagation.REQUIRED，并且当前不存在事务， 并且方法参数传递了事务上下文 。
  - 事务传播级别为 Propagation.PROVIDER，并且当前不存在事务， 并且方法参数传递了事务上下文 。
  - 当前不存在事务，方法参数传递了事务上下文是什么意思 ？当跨服务远程调用时，被调用服务本身( 服务提供者 )不在事务中，通过传递事务上下文参数，融入当前事务。
- 方法类型为 MethodType.Normal 时，不进行事务处理。
- MethodType.CONSUMER 项目已经不再使用，猜测已废弃。

当方法类型为 MethodType.ROOT 时，调用 #rootMethodProceed(...) 方法，发起 TCC 整体流程 。实现代码如下：

private Object rootMethodProceed(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
   Object returnValue;
   Transaction transaction = null;
   try {
       // 发起根事务
       transaction = transactionManager.begin();
       // 执行方法原逻辑
       try {
           returnValue = pjp.proceed();
       } catch (Throwable tryingException) {
           if (isDelayCancelException(tryingException)) { // 是否延迟回滚
           } else {
               logger.warn(String.format("compensable transaction trying failed. transaction content:%s", JSON.toJSONString(transaction)), tryingException);
               // 回滚事务
               transactionManager.rollback();
           }
           throw tryingException;
       }
       // 提交事务
       transactionManager.commit();
   } finally {
       // 将事务从当前线程事务队列移除
       transactionManager.cleanAfterCompletion(transaction);
   }
   return returnValue;
}

调用 #transactionManager() 方法，发起 根事务 ， TCC Try 阶段开始 。
调用 ProceedingJoinPoint#proceed() 方法，执行方法 原逻辑( 即 Try 逻辑 ) 。
当原逻辑执行异常时， TCC Try 阶段失败 ，调用 TransactionManager#rollback(...) 方法， TCC Cancel 阶段 ，回滚事务。此处 #isDelayCancelException(...) 方法，判断异常是否为延迟取消回滚异常，部分异常不适合立即回滚事务，在《TCC-Transaction 源码分析 —— 事务恢复》详细解析。
当原逻辑执行成功时， TCC Try 阶段成功 ，调用 TransactionManager#commit(...) 方法， TCC Confirm 阶段 ，提交事务。

调用 TransactionManager#cleanAfterCompletion(...) 方法，将事务从当前线程事务队列移除，避免线程冲突。实现代码如下：

// 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");
        }
    }
}

当方法类型为 Propagation.PROVIDER 时，服务提供者参与 TCC 整体流程 。实现代码如下：

private Object providerMethodProceed(ProceedingJoinPoint pjp, TransactionContext transactionContext) throws Throwable {
   Transaction transaction = null;
   try {
       switch (TransactionStatus.valueOf(transactionContext.getStatus())) {
           case TRYING:
               // 传播发起分支事务
               transaction = transactionManager.propagationNewBegin(transactionContext);
               return pjp.proceed();
           case CONFIRMING:
               try {
                   // 传播获取分支事务
                   transaction = transactionManager.propagationExistBegin(transactionContext);
                   // 提交事务
                   transactionManager.commit();
               } catch (NoExistedTransactionException excepton) {
                   //the transaction has been commit,ignore it.
               }
               break;
           case CANCELLING:
               try {
                   // 传播获取分支事务
                   transaction = transactionManager.propagationExistBegin(transactionContext);
                   // 回滚事务
                   transactionManager.rollback();
               } catch (NoExistedTransactionException exception) {
                   //the transaction has been rollback,ignore it.
               }
               break;
       }
   } finally {
       // 将事务从当前线程事务队列移除
       transactionManager.cleanAfterCompletion(transaction);
   }
   // 返回空值
   Method method = ((MethodSignature) (pjp.getSignature())).getMethod();
   return ReflectionUtils.getNullValue(method.getReturnType());
}

当事务处于 TransactionStatus.TRYING 时，调用 TransactionManager#propagationExistBegin(...) 方法，传播发起分支事务。发起分支事务完成后，调用 ProceedingJoinPoint#proceed() 方法，执行方法 原逻辑( 即 Try 逻辑 ) 。
- 为什么要传播发起分支事务 ？在 根事务 进行 Confirm / Cancel 时，调用 根事务 上的参与者们提交或回滚事务时，进行远程服务方法调用的参与者，可以通过自己的事务编号关联上传播的分支事务( 两者的事务编号相等 )，进行事务的提交或回滚。
当事务处于 TransactionStatus.CONFIRMING 时，调用 TransactionManager#commit() 方法，提交事务。
当事务处于 TransactionStatus.CANCELLING 时，调用 TransactionManager#rollback() 方法，提交事务。
调用 TransactionManager#cleanAfterCompletion(...) 方法，将事务从当前线程事务队列移除，避免线程冲突。

当事务处于 TransactionStatus.CONFIRMING / TransactionStatus.CANCELLING 时，调用 ReflectionUtils#getNullValue(...) 方法，返回空值。 为什么返回空值 ？Confirm / Cancel 相关方法，是通过 AOP 切面调用，只调用，不处理返回值，但是又不能没有返回值，因此直接返回空。实现代码如下：

public static Object getNullValue(Class type) {
   // 处理基本类型
   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;
   }
   // 处理对象
   return null;
}

当方法类型为 Propagation.NORMAL 时，执行方法原逻辑， 不进行事务处理 。

6.3 资源协调者拦截器

先一起来看下资源协调者拦截器对应的切面 org.mengyun.tcctransaction.interceptor.CompensableTransactionAspect ，实现代码如下：

@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();
}

通过 org.aspectj.lang.annotation.@Pointcut + org.aspectj.lang.annotation.@Around 注解，配置对 @Compensable 注解的方法 进行拦截，调用 ResourceCoordinatorInterceptor#interceptTransactionContextMethod(...) 方法进行处理。

ResourceCoordinatorInterceptor 实现代码如下：

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:
                    // 添加事务参与者
                    enlistParticipant(pjp);
                    break;
                case CONFIRMING:
                    break;
                case CANCELLING:
                    break;
            }
        }
        // 执行方法原逻辑
        return pjp.proceed(pjp.getArgs());
    }
}

当事务处于 TransactionStatus.TRYING 时，调用 #enlistParticipant(...) 方法，添加事务参与者。
调用 ProceedingJoinPoint#proceed(...) 方法，执行方法原逻辑。

ResourceCoordinatorInterceptor#enlistParticipant() 实现代码如下：

private void enlistParticipant(ProceedingJoinPoint pjp) throws IllegalAccessException, InstantiationException {
   // 获得 @Compensable 注解
   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);
   // 获得 确认执行业务方法 和 取消执行业务方法
   String confirmMethodName = compensable.confirmMethod();
   String cancelMethodName = compensable.cancelMethod();
   // 获取 当前线程事务第一个(头部)元素
   Transaction transaction = transactionManager.getCurrentTransaction();
   // 创建 事务编号
   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());
   }
   // 获得类
   Class targetClass = ReflectionUtils.getDeclaringType(pjp.getTarget().getClass(), method.getName(), method.getParameterTypes());
   // 创建 确认执行方法调用上下文 和 取消执行方法调用上下文
   InvocationContext confirmInvocation = new InvocationContext(targetClass,
           confirmMethodName,
           method.getParameterTypes(), pjp.getArgs());
   InvocationContext cancelInvocation = new InvocationContext(targetClass,
           cancelMethodName,
           method.getParameterTypes(), pjp.getArgs());
   // 创建 事务参与者
   Participant participant =
           new Participant(
                   xid,
                   confirmInvocation,
                   cancelInvocation,
                   compensable.transactionContextEditor());
   // 添加 事务参与者 到 事务
   transactionManager.enlistParticipant(participant);
}

调用 CompensableMethodUtils#getCompensableMethod(...) 方法，获得带 @Compensable 注解的方法。
调用 #getCurrentTransaction() 方法，获取事务。

调用 TransactionXid 构造方法，创建分支事务编号。实现代码如下：

/**
 * 全局事务编号
 */
private byte[] globalTransactionId;
/**
 * 分支事务编号
 */
private byte[] branchQualifier;

public TransactionXid(byte[] globalTransactionId) {
   this.globalTransactionId = globalTransactionId;
   branchQualifier = uuidToByteArray(UUID.randomUUID()); // 生成 分支事务编号
}

分支事务编号( branchQualifier ) 需要生成。

TODO TransactionContext 和 Participant 的关系。

调用 ReflectionUtils#getDeclaringType(...) 方法，获得声明 @Compensable 方法的实际类。实现代码如下：

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;
}

调用 InvocationContext 构造方法，分别创建确认执行方法调用上下文和取消执行方法调用上下文。实现代码如下：

/**
* 类
*/
private Class targetClass;
/**
* 方法名
*/
private String methodName;
/**
* 参数类型数组
*/
private Class[] parameterTypes;
/**
* 参数数组
*/
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;
}

调用 Participant 构造方法，创建事务参与者。实现代码如下：

public class Participant implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 4127729421281425247L;

    /**
     * 事务编号
     */
    private TransactionXid xid;
    /**
     * 确认执行业务方法调用上下文
     */
    private InvocationContext confirmInvocationContext;
    /**
     * 取消执行业务方法
     */
    private InvocationContext cancelInvocationContext;
    /**
     * 执行器
     */
    private Terminator terminator = new Terminator();
    /**
     * 事务上下文编辑
     */
    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;
    }
}