用AOP与Threadlocal实现一个mini的TCC事务框架

TCC是处理分布式事务的一种技术，每个服务提供者提供TRY/CONFIRM/CANCEL三个接口，分别对应资源锁定，提交，取消操作。看到github上有些复杂完善的TCC框架，本着简单用AOP与ThreadLocal来做一个简单的框架，验证下自己的想法是否可行，同时练练手。

其中的TCC三调用的方法切换，以及考虑后续要使用try返回值处理，本人采用了一种投机取巧的方式来实现。

一、主要目标

只考虑几个简单的目标

1. TCC调用的关系信息

每个TCC服务调用一般都要包装一下，而且要先定义好谁是TRY，谁是CONFIRM/CANCEL。比如在spring cloud的hystrix中，有注解中设定降级方法，另外写好降级方法，在扫描时，相关信息都记录下来备用。比如try失败了要找到执行哪个cancel。

2. 具体调用的参数

在运行中，具体的调用与参数，都需要在事务过程中存下来，可以通过在调用过程中增加AOP，得到相关信息。不仅当时的调用参数，包括try的结果要记录下来。

3. 事务中相关的调用

因为要么所有的try都成功，再全部执行confirm操作，如果有一个失败，所有已经成功的都调用cancel操作。所以已经执行的都要记录下来

4. 完整性保障

如果confirm/cancel操作失败了，可能记录，可能重试，要考虑。

二、设计方案

一般是对Try方法进行注解，而且注解中指明成功与失败执行什么。可是这些注解解析，保存，工作量不少，这个先不考虑。这里要删繁就简的处理。

在执行方法时，肯定有公共的信息要存，所以spring AOP来切入保存数据。对每个参与者方法与聚合方法都要处理，所以使用两个注解进行AOP即可。一个总控，一个在具体执行中。

由于在AOP的@Around过程中，可以得到当前调用的ProceedingJoinPoint对象，它包含了当前调用的所有信息的封装，可以很好的利用一下。

比如ProceedingJoinPoint可以得到当前调用的参数，而参数是可以修改后再执行的，那么切换TCC方法就可以利用这个特点。于是对一个参与者的TCC调用包装成一个单一方法，并用一个TccType的参数进行区分，switch内部一分为三，对应TCC。为了方便修改参数，这个参数排第一位置。

另外，Try方法可能返回参与者自己系统的ID，用于根据ID进行确认或者取消，这个参数正好也利用一下ProceedingJoinPoint。为了方便设置这个参数，就定在单一方法的第二个参数位置，Try调用时，这个位置置null即可。

至于每个调用都的调用保存，就把它们的ProceedingJoinPoint放在一个list中，这个list保存在ThreadLocal中就行了，一开始产生一个空的list，成功了就放进去，如果都成功，就取出来修改参数运行，失败了也是修改参数再运行。

另外考虑本地事务如果与多个参与者在一起怎么办？本地就用@Transactional吧，不管哪个步骤有问题，都抛出异常，让本地事务也回滚。

最后提到完整性，如果Confirm/Cancel失败了怎么办？同样为了简化，提供一个接口，把ProceedingJoinPoint传出来，由使用都来实现，是先记录呢，还是再重试呢，还是同时要分发进行不同的处理都不管了，外部实现。

三、主要代码

核心方法都已经注解

	//两个AOP切点
	@Pointcut("@annotation(com.so_mini.tcc.annotation.Tcc)")
    public void tccAspect() {
        System.out.println("Tcc");//注解聚合方法
    }
    
    @Pointcut("@annotation(com.so_mini.tcc.annotation.TccEach)")
    public void tccEachAspect() {
        System.out.println("TccEach");//注解每一个TCC参与者方法
    }

	//对应的环绕AOP处理
    @Around("tccAspect()")
    public Object aroundMethod(ProceedingJoinPoint pjd) {
        Object result = null;
        String methodName = pjd.getSignature().getName();
        Map<String,Object> tccInfo=new HashMap<String,Object>();
        tccInfo.put("list", new ArrayList<ProceedingJoinPoint>());
        threadLocal.set(tccInfo);//当前线程局部变量中保存
        try {
            result = pjd.proceed();
            Map<String,Object> tccInfoRe=(Map<String, Object>) threadLocal.get();
            List<ProceedingJoinPoint> participant=(List<ProceedingJoinPoint>)(tccInfoRe.get("list"));
            System.out.println("【正常,需确认数】"+participant.size());
            //没有异常，执行所有try对应的confirm广场
            for(ProceedingJoinPoint pj:participant){
				toConfirm(pj, _CCFailListenerList);
            }
//            participant.forEach(joinPoint-->(org.aspectj.lang.JoinPoint)joinPoint);
            return result;
        } catch (Throwable e) {
            Map<String,Object> tccInfoRe=(Map<String, Object>) threadLocal.get();
            List<ProceedingJoinPoint> participant=(List<ProceedingJoinPoint>)(tccInfoRe.get("list"));
            System.out.println("【有问题，取消已完成数】"+participant.size());
            //有异常，已经成功的try方法，都要执行对应的cancel方法
            for(ProceedingJoinPoint pj:participant){
				toCancle(pj,_CCFailListenerList);
            }
            throw new RuntimeException("TCC异常");//抛异常，本地DB事务回滚。
        }
        finally{
        	threadLocal.remove();
			System.out.println("【threadLocal removed!】");
        }
    }


    @Around("tccEachAspect()")
    public Object aroundEachMethod(ProceedingJoinPoint pjd) {
        Object result = null;
        String methodName = pjd.getSignature().getName();
        Map tccInfo=(Map) threadLocal.get();
        List participant=(List)(tccInfo.get("list"));
        try {
        	participant.add(pjd);//预存下来
            result = pjd.proceed();
            System.out.println("["+methodName+"] return value:"+result);
            setTryResult(pjd,result);//【设置try执行的结果】
            return result;
        } catch (Throwable e) {
        	participant.remove(pjd);//从成功的列表中移除，抛异常让整体cancel
            throw new RuntimeException(e);
        }
        finally{
        }
    }

    //正常try，第二个参数记录结果
    public static void setTryResult(ProceedingJoinPoint point,Object result) {
		int i=0;
		Object[] args = point.getArgs();
		args[1]=result;
	}
    
    //需要确认时，第一个参数修改为confirm
    public static void toConfirm(ProceedingJoinPoint point,List<CCFailListener> cCFailListenerList)  {
		Object[] args = point.getArgs();
		args[0]=(Object)(TccPhaseEnum.Confirm);
		try {
			point.proceed(args);
		} catch (Throwable e) {
			cCFailListenerList.forEach(listener->listener.notify(point, TccPhaseEnum.Confirm));//出错由监听器处理，用户自己实现
		}
	}

四、结果

聚合方法及其中一个参与者Service

	@Transactional
	@Tcc
	public void createTripTrans(String orderId){
		System.out.println("BEGIN db-trans...");
		staffService.addStaff(orderId);//简单的本地数据库操作
		System.out.println("BEGIN remote...");
		eatBook.bookEat(TccPhaseEnum.Try,null,orderId);//前两个参数固定！！！
		houseBook.bookHouse(TccPhaseEnum.Try,null,orderId);
		planeBook.bookPlane(TccPhaseEnum.Try,null,orderId);
	}


@Service
public class HouseBook {
	@TccEach
	public String bookHouse(TccPhaseEnum type,Object tryResult,String orderId){
		switch (type) {
		case Try:
			System.out.println("house book...!");
			if("222".equals(orderId))
				throw new RuntimeException("house failure");
			return "HS100083";//模拟try的返回值
		case Confirm:
			confirmHouse(tryResult);//必须使用前面的返回值，否则异常
			return null;
		case Cancel:
			System.out.println("house cancel...!"+tryResult);
			return null;
		}
		return null;
	}
	
	private void confirmHouse(Object houseId){
		if("HS100083".equals(houseId)) 
			System.out.println("house confirm...!"+houseId);
		else{
			throw new RuntimeException("houseId missing and confirme failure");
		}
	}
}

正常与回滚的运行结果

//第三个TCC出错，前两个执行CANCEL，本地DB事务回滚
BEGIN db-trans...
Hibernate: select staffbo0_.id .....
BEGIN remote...
Eat book...!//第一个参与者 try
[bookEat] return value:null//try 的 返回值
house book...!//第二个参与者 try
[bookHouse] return value:HS100083//try 的 返回值
【有问题，取消已完成数】2//第三个失败了，取消前两个成功的try
Eat cnacel...!//第一个参与者
house cancel...!HS100083//第二个参与者 cancel使用了try的结果
【threadLocal removed!】//all finished
java.lang.RuntimeException: TCC异常

//正常情况
BEGIN db-trans...
Hibernate: select staffbo0_.id ...
BEGIN remote...
Eat book...!
[bookEat] return value:null
house book...!
[bookHouse] return value:HS100083
plane booked!
[bookPlane] return value:null
【正常,需确认数】3
Eat confirm...!
house confirm...!HS100083
plane confirmed!
【threadLocal removed!】
Hibernate: insert into staff (age, name, id) values (?, ?, ?)

五、源码

https://github.com/herriman76/tcc-mini