分布式事务

一个微服务同时调用多个微服务，每个微服务的本地事务，也可以称为分支事务。多个有关联的分支事务一起就组成了全局事务。

每个微服务有自己独立的数据库，只能实现自身的ACID，无法实现整体的ACID

Seata

阿里巴巴的开源的分布式事务框架，保证全局事务下的所有分支事务同时成功或失败。

事务管理中的三个重要的角色：

TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者：维护全局和分支事务的状态，协调全局事务提交或回滚。
TM (Transaction Manager) - 事务管理器：定义全局事务的范围、开始全局事务、提交或回滚全局事务。
RM (Resource Manager) - 资源管理器：管理分支事务，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态，并驱动分支事务提交或回滚。

其中，TM和RM可以理解为Seata的客户端部分，引入到参与事务的微服务依赖中即可。将来TM和RM就会协助微服务，实现本地分支事务与TC之间交互，实现事务的提交或回滚。

而TC服务则是事务协调中心，是一个独立的微服务，需要单独部署。

部署TC服务

在虚拟机root目录下创建seata目录，包含application.yaml文件

在虚拟机的/root目录执行下面的命令：

docker run --name seata \
-p 8099:8099 \
-p 7099:7099 \  # HTTP访问端口
-e SEATA_IP=IP \
-v ./seata:/seata-server/resources \
--privileged=true \
--network 网络名 \
-d \
seataio/seata-server

创建seata数据库

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `seata`;
USE `seata`;


CREATE TABLE IF NOT EXISTS `global_table`
(
    `xid`                       VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`            BIGINT,
    `status`                    TINYINT      NOT NULL,
    `application_id`            VARCHAR(32),
    `transaction_service_group` VARCHAR(32),
    `transaction_name`          VARCHAR(128),
    `timeout`                   INT,
    `begin_time`                BIGINT,
    `application_data`          VARCHAR(2000),
    `gmt_create`                DATETIME,
    `gmt_modified`              DATETIME,
    PRIMARY KEY (`xid`),
    KEY `idx_status_gmt_modified` (`status` , `gmt_modified`),
    KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;


CREATE TABLE IF NOT EXISTS `branch_table`
(
    `branch_id`         BIGINT       NOT NULL,
    `xid`               VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`    BIGINT,
    `resource_group_id` VARCHAR(32),
    `resource_id`       VARCHAR(256),
    `branch_type`       VARCHAR(8),
    `status`            TINYINT,
    `client_id`         VARCHAR(64),
    `application_data`  VARCHAR(2000),
    `gmt_create`        DATETIME(6),
    `gmt_modified`      DATETIME(6),
    PRIMARY KEY (`branch_id`),
    KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;


CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
(
    `row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,
    `xid`            VARCHAR(128),
    `transaction_id` BIGINT,
    `branch_id`      BIGINT       NOT NULL,
    `resource_id`    VARCHAR(256),
    `table_name`     VARCHAR(32),
    `pk`             VARCHAR(36),
    `status`         TINYINT      NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '0:locked ,1:rollbacking',
    `gmt_create`     DATETIME,
    `gmt_modified`   DATETIME,
    PRIMARY KEY (`row_key`),
    KEY `idx_status` (`status`),
    KEY `idx_branch_id` (`branch_id`),
    KEY `idx_xid_and_branch_id` (`xid` , `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `distributed_lock`
(
    `lock_key`       CHAR(20) NOT NULL,
    `lock_value`     VARCHAR(20) NOT NULL,
    `expire`         BIGINT,
    primary key (`lock_key`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('AsyncCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryRollbacking', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('TxTimeoutCheck', ' ', 0);

微服务集成

例子：

引入依赖

<!--统一配置管理-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>
<!--读取bootstrap文件-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
</dependency>
<!--seata-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>

在Nacos中添加一个共享的seata配置，命名为shared-seata.yaml

seata:
registry: # TC服务注册中心的配置，微服务根据这些信息去注册中心获取tc服务地址
    type: nacos # 注册中心类型 nacos
    nacos:
    server-addr: 192.168.150.101:8848 # nacos地址
    namespace: "" # namespace，默认为空
    group: DEFAULT_GROUP # 分组，默认是DEFAULT_GROUP
    application: seata-server # seata服务名称
    username: nacos
    password: nacos
tx-service-group: hmall # 事务组名称
service:
    vgroup-mapping: # 事务组与tc集群的映射关系
    hmall: "default"

在需要使用的微服务的bootstrap.yaml中添加：

spring:
application:
    name: trade-service # 服务名称
profiles:
    active: dev
cloud:
    nacos:
    server-addr: 192.168.150.101 # nacos地址
    config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名
        shared-configs: # 共享配置
        - dataId: shared-seata.yaml # 共享seata配置
        ……

Seata支持四种不同的分布式事务解决方案：

XA
TCC
AT
SAGA

两阶段提交

A是规范，目前主流数据库都实现了这种规范，实现的原理都是基于两阶段提交。

一阶段：

事务协调者通知每个事务参与者执行本地事务
本地事务执行完成后报告事务执行状态给事务协调者，此时事务不提交，继续持有数据库锁

二阶段：

事务协调者基于一阶段的报告来判断下一步操作
如果一阶段都成功，则通知所有事务参与者，提交事务
如果一阶段任意一个参与者失败，则通知所有事务参与者回滚事务

`XA`模式

XA 规范是 X/Open 组织定义的分布式事务处理（DTP，Distributed Transaction Processing）标准，XA 规范描述了全局的TM与局部的RM之间的接口，几乎所有主流的数据库都对 XA 规范提供了支持。

RM一阶段的工作：

注册分支事务到TC
执行分支业务sql但不提交
报告执行状态到TC

TC二阶段的工作：

TC检测各分支事务执行状态
如果都成功，通知所有RM提交事务
如果有失败，通知所有RM回滚事务

RM二阶段的工作：

接收TC指令，提交或回滚事务

优点

事务的强一致性，满足ACID原则
常用数据库都支持，实现简单，并且没有代码侵入

缺点

因为一阶段需要锁定数据库资源，等待二阶段结束才释放，性能较差
依赖关系型数据库实现事务

例子：

在Nacos中的共享shared-seata.yaml配置文件中加入设置：
```
seata:
    data-source-proxy-mode: XA
```

在需要实现分布式事务的微服务的Service方法中：

把@Transactional更换为@GlobalTransactional

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class OrderServiceImpl extends ServiceImpl<OrderMapper, Order> implements IOrderService {
    @Override
//    @Transactional  不再使用这个注解
    @GlobalTransactional
    public Long createOrder(OrderFormDTO orderFormDTO) {……}
}

`AT`模式

同样是分阶段提交的事务模型，不过缺弥补了XA模型中资源锁定周期过长的缺陷。

阶段一RM的工作：

注册分支事务
记录undo-log（数据快照）
执行业务sql并提交
报告事务状态

阶段二提交时RM的工作：

删除undo-log即可

阶段二回滚时RM的工作：

根据undo-log恢复数据到更新前

AT模式与XA模式的区别

XA模式一阶段不提交事务，锁定资源；AT模式一阶段直接提交，不锁定资源。
XA模式依赖数据库机制实现回滚；AT模式利用数据快照实现数据回滚。
XA模式强一致；AT模式最终一致

实现：

在对应的微服务的数据库中创建undo_log表：

如在提交订单时需要用到cart,item,trade的微服务，在这三个微服务的数据库中创建该表

-- for AT mode you must to init this sql for you business database. the seata server not need it.
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `undo_log`
(
    `branch_id`     BIGINT       NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
    `xid`           VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
    `context`       VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
    `rollback_info` LONGBLOB     NOT NULL COMMENT 'rollback info',
    `log_status`    INT(11)      NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
    `log_created`   DATETIME(6)  NOT NULL COMMENT 'create datetime',
    `log_modified`  DATETIME(6)  NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
    UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`, `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
AUTO_INCREMENT = 1
DEFAULT CHARSET = utf8mb4 COMMENT ='AT transaction mode undo table';

将application.yaml文件修改为：

seata:
    # data-source-proxy-mode: XA
    data-source-proxy-mode: AT

分布式事务

Seata​

部署TC服务​

微服务集成​

两阶段提交​

XA模式​

AT模式​