分布式事務：從理論到實踐（二）

前文我們提到了Seata的AT和TCC模式，本文中我們針對這兩個模式進行深入分析和開發實踐。

AT 模式

原理回顧

根據 官方文檔 及提供的 博客 我們先回顧一下AT模式下分布式事務的原理

AT 模式的一階段、二階段提交和回滾均由 Seata 框架自動生成，用戶只需編寫「業務 SQL」，便能輕鬆接入分布式事務，AT 模式是一種對業務無任何侵入的分布式事務解決方案。

• 一階段：
  在一階段，Seata 會攔截「業務 SQL」，首先解析 SQL 語義，找到「業務 SQL」要更新的業務數據，在業務數據被更新前，將其保存成「before image」，然後執行「業務 SQL」更新業務數據，在業務數據更新之後，再將其保存成「after image」，最後生成行鎖。以上操作全部在一個資料庫事務內完成，這樣保證了一階段操作的原子性。
  

• 二階段提交：
  二階段如果是提交的話，因為「業務 SQL」在一階段已經提交至資料庫， 所以 Seata 框架只需將一階段保存的快照數據和行鎖刪掉，完成數據清理即可。

• 二階段回滾：
  二階段如果是回滾的話，Seata 就需要回滾一階段已經執行的「業務 SQL」，還原業務數據。回滾方式便是用「before image」還原業務數據；但在還原前要首先要校驗髒寫，對比「資料庫當前業務數據」和 「after image」，如果兩份數據完全一致就說明沒有髒寫，可以還原業務數據，如果不一致就說明有髒寫，出現髒寫就需要轉人工處理。

環境搭建

本文demo使用的環境是基於

• SpringBoot

• Spring Cloud Alibaba

• Nacos

• Apollo

• docker compose

首先將 seata-server 在伺服器搭建起來，由於我們使用 nacos作為seata的註冊中心、apollo為註冊中心，所以先將這兩個組件搭建起來，具體的安裝方法請分別參考各自的官方文檔。 nacos apollo

nacos 和 apollo 搭起來以後，我們開始搭建 seata-server 以下是 docker-compose 的配置：

version: "3.1"services: seata-server: image: seataio/seata-server:latest hostname: seata-server ports: - 8091:8091 environment: - SEATA_PORT=8091 - SEATA_IP={你的IP} - SEATA_CONFIG_NAME=file:/seata-server/resources/registry volumes: - ./seata/registry.conf:/seata-server/resources/registry.conf expose: - 8091

修改 registry.conf 配置文件，由於我們使用 nacos 作為註冊中心，apollo 作為配置中心，所以需要修改到以下配置：

registry { # file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa type = "nacos" loadBalance = "RandomLoadBalance" loadBalanceVirtualNodes = 10 nacos { application = "seata-server" serverAddr = "你的IP:埠" group = "SEATA_GROUP" namespace = "" cluster = "default" username = "" password = "" }}config { # file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3 type = "apollo" apollo { appId = "seata-server" apolloMeta = "http://你的IP:埠" namespace = "application" env= "dev" apolloAccesskeySecret = "" } }

注意：seata-server 是可以配置資料庫存儲 seata 所用數據的，我們為了方便利用本地 file 的方式存儲數據，所以沒有再做資料庫的配置。如需修改可以修改配置文件 file.conf

下面是 file.conf 的默認配置：

store { ## store mode: file、db、redis mode = "file" ## file store property file { ## store location dir dir = "sessionStore" # branch session size , if exceeded first try compress lockkey, still exceeded throws exceptions maxBranchSessionSize = 16384 # globe session size , if exceeded throws exceptions maxGlobalSessionSize = 512 # file buffer size , if exceeded allocate new buffer fileWriteBufferCacheSize = 16384 # when recover batch read size sessionReloadReadSize = 100 # async, sync flushDiskMode = async } ## database store property db { ## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp)/HikariDataSource(hikari) etc. datasource = "druid" ## mysql/oracle/postgresql/h2/oceanbase etc. dbType = "mysql" driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver" url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata" user = "mysql" password = "mysql" minConn = 5 maxConn = 100 globalTable = "global_table" branchTable = "branch_table" lockTable = "lock_table" queryLimit = 100 maxWait = 5000 } ## redis store property redis { host = "127.0.0.1" port = "6379" password = "" database = "0" minConn = 1 maxConn = 10 maxTotal = 100 queryLimit = 100 }}

啟動 nacos、apollo、seata-server

當顯示以下信息時，代表seata-server啟動了。

這時我們查看 nacos ,也註冊上了

apollo中我們添加一個名為 service.vgroup-mapping.demo-service-seata的key ,value為 default,至於這個的作用，我們後面再說。

我們的 demo 中包含三個服務

• demo-order

• demo-storage

• demo-user

服務間調用使用的是Spring Cloud OpenFeign,除了 SpringBoot 和Spring Cloud 等基礎 bom 要依賴外，還需要加入 seata 的依賴，我的pom,大致如下：

<properties> <spring-boot-dependencies.version>2.3.2.RELEASE</spring-boot-dependencies.version> <spring-cloud-dependencies.version>Hoxton.SR8</spring-cloud-dependencies.version> <spring-cloud-alibaba-dependencies.version>2.2.3.RELEASE</spring-cloud-alibaba-dependencies.version></properties> <dependencyManagement> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>${spring-boot-dependencies.version}</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId> <version>${spring-cloud-dependencies.version}</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId> <version>${spring-cloud-alibaba-dependencies.version}</version> <type>pom</type> <scope>import</scope> </dependency> </dependencies> </dependencyManagement> <dependencies> <!-- 實現對 Spring MVC 的自動化配置 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <!-- 引入 Spring Cloud Alibaba Seata 相關依賴，使用 Seata 實現分布式事務，並實現對其的自動配置 --> <dependency> <groupId>io.seata</groupId> <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId> </dependency> <!-- 引入 Spring Cloud Alibaba Nacos Discovery 相關依賴，將 Nacos 作為註冊中心，並實現對其的自動配置 --> <dependency> <groupId>com.alibaba.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId> </dependency> <!-- 引入 Spring Cloud OpenFeign 相關依賴，使用 OpenFeign 提供聲明式調用，並實現對其的自動配置 --> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId> </dependency> </dependencies>

至於項目中所用ORM框架，資料庫連接池等就因人而異了，我用的是mybatis-plus和hikari，資料庫用的是 mysql5.7。

針對上面的三個服務分別創建三個資料庫，order、user、storage，並在每個庫中分別創建一個業務表 t_order、t_user、t_storage 這裡就不貼建庫表的腳本了，大家可以按照自己的設計自己建，需要注意的是每個庫都需要再創建一個 undo_log 表，這是為seata做分布式事務回滾所用。

CREATE TABLE `undo_log` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `branch_id` bigint(20) NOT NULL, `xid` varchar(100) NOT NULL, `context` varchar(128) NOT NULL, `rollback_info` longblob NOT NULL, `log_status` int(11) NOT NULL, `log_created` datetime NOT NULL, `log_modified` datetime NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`), UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

每個服務中 application.yml 中對應 seata 的配置如下

spring: profiles: active: dev cloud: nacos: discovery: namespace: public password: nacos server-addr: IP:PORT networkInterface: eth1 username: nacos# Seata 配置項，對應 SeataProperties 類seata: application-id: ${spring.application.name} # Seata 應用編號，默認為 ${spring.application.name} tx-service-group: demo-service-seata # Seata 事務組編號，用於 TC 集群名 # Seata 服務配置項，對應 ServiceProperties 類 service: # 虛擬組和分組的映射 vgroup-mapping: demo-service-seata: default # Seata 註冊中心配置項，對應 RegistryProperties 類 registry: type: nacos # 註冊中心類型，默認為 file nacos: cluster: default # 使用的 Seata 分組 namespace: # Nacos 命名空間 serverAddr: 你的IP:埠 # Nacos 服務地址

這裡有幾點需要注意：

• demo-service-seata 出現了兩次，這兩個地方要寫成一樣

• demo-service-seata: default

• 與我們在 apollo 中配置的要一樣

• 與 seata-server registry.conf 中 nacos 的 cluster 配置一樣。

• nacos 配置 networkInterface: eth1

• 這樣寫是因為服務部署在伺服器後用的內網IP註冊到了nacos，想配置它用外網地址就改了下走特定網卡。

• 解決方案參考：這裡
  例如，使用了Spring cloud alibaba（官方文檔）作為Nacos客戶端，服務默認獲取了內網IP 192.168.1.21,可以通過配置 spring.cloud.inetutils.preferred-networks=10.34.12，使服務獲取內網中前綴為10.34.12的IP

• 在老版本的 seata 是需要手動設置 DataSourceProxy的 ，參考 官網文檔 新版本的默認是自動代理的，不需要再寫了。
  

至此我們的環境搭建和準備工作就結束了。

分布式事務具體代碼

我們設計這樣一個同步的業務流程，創建訂單前先扣減庫存，再扣減帳戶餘額，然後再創建訂單，demo設計上參考了 芋道源碼。大致流程如下圖：

通過入口進入orderServicer後，進行上面的三步流程，分別調用兩個微服務，再調自己的訂單服務，這裡注意兩點：

• 分布式全局事務入口，要添加 @GlobalTransactional

• 要拋出異常

接下來是扣減庫存微服務部分，簡單做了下扣減，小於10拋出異常

然後是帳戶微服務部分

最後是訂單

代碼都比較簡單，有幾個點需要注意下

• 全局事務的隔離性和本地事務的不是一個概念。

• 全局事務的隔離級別一定基礎上依賴本地事務的隔離級別。因此本地事務的隔離級別只要大於等於seata支持的隔離級別就行，所以一般資料庫的默認級別就可以

• seata的全局事務註解是@GlobalTransactional，@Transactional 是spring的註解，解決本地事務問題，屬於兩種不同粒度的事務範疇。

• 如果要加全局事務就一定要用 @GlobalTransactional。

• 在一個事務方法上，是可以疊加兩個註解的，僅意味著功能的疊加，即：有本地事務的處理，也有全局事務的加持。兩者不衝突。

由於在資料庫本地事務隔離級別 讀已提交（Read Committed） 或以上的基礎上，Seata（AT 模式）的默認全局隔離級別是 讀未提交（Read Uncommitted） 。

所以這種隔離性會帶來問題(注意這裡說的是全局事務)：

• 髒讀： 一個事務讀取到另一個事務未提交的數據
  解決方案：

• @GlobalLock+@Transactional 註解 + select語句加for update 或

• GlobalTransactional註解+select語句加for update

• 髒寫： 一個事務提交的數據覆蓋了另一個事務未提交的數據
  解決方案:必須使用@GlobalTransaction

其實上面這部分，官方文檔也寫的很清楚，尤其對於隔離性的解析：

上圖有些地方理解起來要注意：

• 這裡說的事務指的是全局的分布式事務，別想成本地事務了，

• 關於@GlobalLock,場景是一個是全局分布式事務，另一個不是分布式事務，如果你想讓分布式事務不產生「髒讀」，那麼可以在另一個非分布式事務上加@GlobalLock。

我的測試中事務的正常執行和回滾都沒有問題，如果你觀察各資料庫的 undo_log 表，可能會發現沒有數據，但實際情況是數據是插入後又很快清除了，所以你沒看到，如果你觀察主鍵的 auto_increment 可以看到一直在增長。由於我用了阿里雲的RDS，可以通過SQL洞察看到SQL的執行歷史，這裡看到sql確實執行過。

XID是全局事務ID，有時候我們需要獲得並進行一些操作，那麼可以這樣做

String xid = RootContext.getXID();RootContext.unbind();//解綁//中途做一些與事務無關的事。比如日誌服務等等 排除掉，然後RootContext.bind(xid);//再綁回來

@GlobalTransactional也有自己的隔離級別和rollback等，可根據業務情況自行設置

package io.seata.spring.annotation;import io.seata.tm.api.transaction.Propagation;import java.lang.annotation.ElementType;import java.lang.annotation.Inherited;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.RetentionPolicy;import java.lang.annotation.Target;@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})@Inheritedpublic @interface GlobalTransactional { int timeoutMills() default 60000; String name() default ""; Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {}; String[] rollbackForClassName() default {}; Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {}; String[] noRollbackForClassName() default {}; Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;}

AT 總結

• 再次強調AT模式是自動的，它自動幫你做回滾和提交，使用時考慮跟自己的實際業務場景是否適合。

• 例子中我對執行事務的方法並沒有做冪等，在實際生產情況下，一定會出現問題的，所以大家在用的時候要注意做接口冪等處理。

• 有關更多seata的參數配置，如超時，重試次數等。請參考 官網 。這裡當然要結合你的feign的重試和超時時間整體考慮。

• 通過上文的描述我們利用一個例子將AT模式的全局分布式事務模擬了出來，也總結了一些比較難理解和需要注意的點，希望能夠幫助到正在使用seata的小夥伴。

參考資料

[1]

seata官方文檔:http://seata.io/zh-cn/docs/overview/what-is-seata.html

[2]

分布式事務 Seata 及其三種模式詳解:http://seata.io/zh-cn/blog/seata-at-tcc-saga.html

[3]

nacos官方文檔:https://nacos.io/zh-cn/

[4]

apollo的github地址:https://github.com/ctripcorp/apollo

[5]

解決nacos註冊內網地址問題:https://www.cnblogs.com/liboware/p/11973321.html

[6]

官網文檔:http://seata.io/zh-cn/docs/user/configurations.html

[7]

芋道源碼:http://www.iocoder.cn/Spring-Cloud-Alibaba/Seata/

[8]

官網參數配置:http://seata.io/zh-cn/docs/user/configurations.html