分布式事务---Seata

分布式问题

单体应用被拆分成微服务应用，原来的三个模块被拆分成三个独立的应用，分别使用三个独立的数据源，业务操作需要调用三个服务来完成。此时每个服务内部的数据一致性由本地事务来保证，但是全局的数据一致性问题没法保证。

Seata 是什么?

Seata 是一款开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。Seata 将为用户提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。

Seata能干什么？

• 分布式事务处理过程的一ID+三组件模型：

Transaction ID XID	全局唯一的事务ID
Transaction Coordinator(TC)	事务协调器：维护全局事务的运行状态，负责协调并驱动事务的提交或回滚
Transaction Manager(TM )	事务管理器：控制全局事务的边界，负责开启一个全局事务，并最终发起全局提交或全局回滚的决议
Resource Manager(RM)	资源管理器：控制分支事务，负责分支注册、状态汇报，并接收事务协调器的指令，驱动分支(本地)事务的提交或回滚

AT 模式

前提

• 基于支持本地 ACID 事务的关系型数据库。
• Java 应用，通过 JDBC 访问数据库。

整体机制

• 两阶段提交协议的演变：
  • 一阶段：业务数据和回滚日志记录在同一个本地事务中提交，释放本地锁和连接资源。
  • 二阶段：
    • 提交异步化，非常快速地完成。
    • 回滚通过一阶段的回滚日志进行反向补偿。

写隔离

• 一阶段本地事务提交前，需要确保先拿到 全局锁 。
• 拿不到 全局锁 ，不能提交本地事务。
• 拿 全局锁 的尝试被限制在一定范围内，超出范围将放弃，并回滚本地事务，释放本地锁。

读隔离

• 在数据库本地事务隔离级别 读已提交（Read Committed） 或以上的基础上，Seata（AT 模式）的默认全局隔离级别是 读未提交（Read Uncommitted） 。

TCC 模式

• 一个分布式的全局事务，整体是 两阶段提交 的模型。全局事务是由若干分支事务组成的，分支事务要满足 两阶段提交 的模型要求，即需要每个分支事务都具备自己的：

  • 一阶段 prepare 行为
  • 二阶段 commit 或 rollback 行为

• 根据两阶段行为模式的不同，我们将分支事务划分为 Automatic (Branch) Transaction Mode 和 Manual (Branch) Transaction Mode.

• AT 模式基于 支持本地 ACID 事务 的 关系型数据库：

  • 一阶段 prepare 行为：在本地事务中，一并提交业务数据更新和相应回滚日志记录。
  • 二阶段 commit 行为：马上成功结束，自动 异步批量清理回滚日志。
  • 二阶段 rollback 行为：通过回滚日志，自动 生成补偿操作，完成数据回滚。

• 相应的，TCC 模式，不依赖于底层数据资源的事务支持：

  • 一阶段 prepare 行为：调用 自定义 的 prepare 逻辑。
  • 二阶段 commit 行为：调用 自定义 的 commit 逻辑。
  • 二阶段 rollback 行为：调用 自定义 的 rollback 逻辑。

• 所谓 TCC 模式，是指支持把 自定义 的分支事务纳入到全局事务的管理中。

Saga 模式

• Saga模式是SEATA提供的长事务解决方案，在Saga模式中，业务流程中每个参与者都提交本地事务，当出现某一个参与者失败则补偿前面已经成功的参与者，一阶段正向服务和二阶段补偿服务都由业务开发实现。

适用场景

• 业务流程长、业务流程多
• 参与者包含其它公司或遗留系统服务，无法提供 TCC 模式要求的三个接口

优势

• 一阶段提交本地事务，无锁，高性能
• 事件驱动架构，参与者可异步执行，高吞吐
• 补偿服务易于实现

缺点

• 不保证隔离性

实例

用例

• 用户购买商品的业务逻辑。整个业务逻辑由3个微服务提供支持：
  • 仓储服务：对给定的商品扣除仓储数量。
  • 订单服务：根据采购需求创建订单。
  • 帐户服务：从用户帐户中扣除余额。

架构图

仓储服务

public interface StorageService {

    /**
     * 扣除存储数量
     */
    void deduct(String commodityCode, int count);
}

订单服务

public interface OrderService {

    /**
     * 创建订单
     */
    Order create(String userId, String commodityCode, int orderCount);
}

帐户服务

public interface AccountService {

    /**
     * 从用户账户中借出
     */
    void debit(String userId, int money);
}

主要业务逻辑

public class BusinessServiceImpl implements BusinessService {

    private StorageService storageService;

    private OrderService orderService;

    /**
     * 采购
     */
    public void purchase(String userId, String commodityCode, int orderCount) {

        storageService.deduct(commodityCode, orderCount);

        orderService.create(userId, commodityCode, orderCount);
    }
}

public class OrderServiceImpl implements OrderService {

    private OrderDAO orderDAO;

    private AccountService accountService;

    public Order create(String userId, String commodityCode, int orderCount) {

        int orderMoney = calculate(commodityCode, orderCount);

        accountService.debit(userId, orderMoney);

        Order order = new Order();
        order.userId = userId;
        order.commodityCode = commodityCode;
        order.count = orderCount;
        order.money = orderMoney;

        // INSERT INTO orders ...
        return orderDAO.insert(order);
    }
}

SEATA 的分布式交易解决方案

• 我们只需要使用一个 @GlobalTransactional 注解在业务方法上

    @GlobalTransactional
    public void purchase(String userId, String commodityCode, int orderCount) {
        ......
    }

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