Apache Seata XA模式下PreparedStatement重复执行问题解析

问题背景

在使用Apache Seata分布式事务框架的XA模式时，开发人员可能会遇到一个特定场景下的异常问题：当同一个PreparedStatement对象被多次执行execute操作时，系统会抛出ShouldNeverHappenException异常。这种情况特别容易在使用MyBatis-Plus的批量更新方法updateBatchById时出现，尤其是当批量更新的对象具有不同属性时。

问题现象

在XA模式下，如果开发人员仅使用@GlobalTransactional注解而没有同时使用@Transactional注解，并且尝试通过同一个PreparedStatement执行多次更新操作时，Seata会抛出以下异常：

io.seata.common.exception.ShouldNeverHappenException: something wrong with keeper, keeping[null] but[io.seata.rm.datasource.xa.ConnectionProxyXA@59709da6] is also kept with the same key[172.16.100.12:8091:18612986048550963-18612986048550969]

技术原理分析

XA模式下的连接管理

在Seata的XA模式中，ConnectionProxyXA是对原生数据库连接的代理。当执行SQL操作时，Seata需要管理分布式事务的各个分支。关键点在于：

1. 当connection.setAutoCommit(false)时，表示开启一个事务，Seata会注册一个分支事务
2. 当autoCommit为true时，每次execute操作都会被视为一个独立的事务

问题根源

问题的本质在于XA模式下对连接复用的处理机制不完善：

1. 当autoCommit为true时，每次execute都应该提交对应的事务
2. 按照XA规范，这应该被视为一个完整的事务生命周期
3. 但在当前实现中，Seata尝试复用同一个连接时没有正确处理这种情况

解决方案

技术实现方案

针对这个问题，Seata社区提出了以下解决方案：

1. 在ConnectionProxyXA的setAutoCommit方法中加入特殊判断：

   • 当检测到连接已存在branchId且autoCommit为true时
   • 使用TMJOIN标志而不是创建新分支

2. 调整prepare阶段的位置：

   • 将XA事务的prepare操作从commit阶段移到close阶段
   • 这样可以避免在连接复用时的冲突

3. 修改commit和close方法的逻辑：

   • 在commit前不执行prepare
   • 在close时执行prepare操作

代码示例

修改后的关键代码逻辑如下：

// setAutoCommit方法修改
public void setAutoCommit(boolean autoCommit) throws SQLException {
    if (autoCommit && this.xaBranchXid != null) {
        // 使用TMJOIN标志加入现有事务
        start(this.xaBranchXid, XAResource.TMJOIN);
        return;
    }
    // 原有逻辑
    super.setAutoCommit(autoCommit);
}

// commit方法修改
public void commit() throws SQLException {
    // 移除了prepare操作
    xaCommit(xaBranchXid, true);
}

// close方法修改
public void close() throws SQLException {
    try {
        // 在close时执行prepare
        xaCommit(xaBranchXid, false);
    } finally {
        // 清理资源
    }
}

最佳实践建议

对于使用Seata的开发人员，在处理类似场景时，可以遵循以下建议：

1. 明确事务边界：根据业务需求明确设置autoCommit的值
2. 合理使用注解：根据场景选择单独使用@GlobalTransactional或配合@Transactional使用
3. 批量操作优化：对于MyBatis-Plus的批量操作，考虑使用相同属性的对象批量更新
4. 连接管理：注意数据库连接的生命周期，避免不必要的连接复用

总结

这个问题揭示了分布式事务框架在实际应用中的复杂性，特别是在处理数据库连接复用和事务边界时的挑战。通过深入分析XA协议和Seata的实现机制，我们找到了既符合规范又能解决实际问题的方案。这也提醒开发人员在使用分布式事务时，需要充分理解底层原理，才能更好地应对各种边界情况。