1 GTM概述：

    GTM全称为全局事务管理器，是系统中的常驻进程，主要作用是分发xid(事务ID)、snapshot(快照)、sequence（序列）等信息。为了保证事务标识的一致性和全局唯一性，在集群中只有一个主GTM提供服务，并采用了主备方式，从而实现了高可用。在连接方面，GTM是被动连接的，它不关心连接方的节点类型（是CN还是DN），只会根据接收到的报文信息，进行相应处理，并返回消息。一般情况下，CN会在事务执行阶段连接GTM获取XID和snapshot，DN在AutoVaccumWork时获取XID，CM在仲裁GTM时获取状态信息。GTM在架构中的关系如图1所示。

图1 GTM在架构中的关系图

 注：

        a)        Coordination：名为协调者，是所有客户端（gsql，jdbc，odbc）的入口，执行解析器、优化器、分布式事务等。

        b)        CM：名为集群管理，保障各个组件自动化协同工作。

        c)        DN：名为数据节点，是数据存储引擎，支持行存和列存、HDFS存储、向量化引擎和HA等。

        d)       xid：事务ID,具有全局一致性。

        e)        snapshot: 快照，用来判断给定的事务是否还在运行,如果一个事务在快照之中，那么即使该事务已经结束了也会被认为是正在运行

        f)         Sequence：序列，是用来产生唯一整数的数据库对象。序列的值是按照一定规则单挑自增的整数。因为自增所以不重复，因此sequence具有唯一性，常用于做主键。

二 GTM工具和文件简述

2.1 GTM工具

GTM二进制常用工具有两个：gtm_ctl和gtm_initgtm。该类工具都是单线程执行，不存在多线程并发。

gtm_ctl通过信号控制GTM的进程，包括GTM的启停和升主降备，GTM的switchover和failover，以及GTM的状态查询和同步设置等命令。例如GTM启动命令:gtm_ctl -Z gtm -D ../gtm start。

gs_initgtm主要在集群安装时用于生产GTM配置文件。例如gtm.control，gtm.conf等文件。

2.2 GTM文件

       gtm.conf是GTM的配置文件,GTM启动时会解析该文件的参数，具体参数含义如表1。

 表1 gtm.conf参数表

gtm.control：是GTM控制文件，用来存放xid、timeline，文件格式如下：

     xid

     timeline

     transaction_num （默认是1）

gtm.sequence：存放GTM的uuid和sequence文件，数据行数不定，文件格式如下：

    uuid

    seq1 info （包括sequence的基本属性值）

    seq2 info 

    。。。。

gtm.pid：存储GTM的进程号和数据目录等。

gtm.opts：存储GTM启动arguments参数。

三GTM的HA机制  

3.1 GTM的状态

       在GTM的HA机制，我们将GTM分为三种类型的状态，分别为主机状态、连接状态和同步状态，下面简要介绍三种类型的状态。

GTM 主机状态有四种：

    1:Pending：初始启动状态，GTM待仲裁状态。

    2:Priamry：主GTM状态表示。

    3:Standby：备GTM状态表示。

    4:Unknow：GTM进程不在的状态。

GTM连接状态，表示主GTM与备GTM或ETCD的连接状态。

    1:Connection ok：主备连接正常或与ETCD连接正常。

    2:Connetion bad：主备连接异常。

GTM同步状态，表示GTM的同步逻辑。

    1:Most available：最大可用模式。当无ETCD，且主备GTM连接异常时，主GTM的同步状态为该状态。

    2:Sync：同步状态。

3.2 GTM的状态切换流程简述

GTM的状态切换流程如图2所示。CM拉起的GTM状态初始都是Pending状态，然后通过比较xid决定主备，xid大的为主GTM，xid小的为备GTM。当主备连接异常且无ETCD时，主GTM的同步状态会变为most_available。当主GTM出现问题时，CM会仲裁备GTM，通过failover升主GTM，如果无ETCD，那么同步状态变为most available。也可以通过switchover进行主备GTM转换，此时同步状态不会变化。

图2 GTM状态切换流程图

3.3 GTM同步机制

       GTM的同步需要满足相应的同步条件并处于对应的同步模式才可以进行。例如xid的同步需要满足curval(当前值)>=backupVak(备份值)且GTM_SyncGXIDFlag为true时才可进行同步。Sequence的同步也要满足curval(当前值)>=backupVak(备份值)的条件，sequence创建时会默认同步一次。此外还需要处于相应的同步模式下才可以，有三种同步模式：

        a)        sync auto：异步同步模式。GTM以pending模式启动后，所呈现的初始同步模式。

        b)       sync on：强同步模式。当GTM主备启动后，CM_Server接收到CM_Agent上报的主备GTM连接正常的消息时，会将GTM主备的同步状态从sync auto置为sync on。

        c)        sync off：GTM主备不同步并且主GTM也不与ETCD同步。Sync off默认不使用。

    注：

        1 在主备从无ETCD集群中，如果主备连接异常，主GTM的同步状态会变为most available。而在有ETCD的集群中，无论主备是否连接异常或挂掉，ETCD是否挂掉，都不会切换最大可用模式。

        2 只有GTM处于sync on模式下，failover和switchover操作才可进行。