解決分布式事務的方案 —— Seata

1. 認識 Seata

解決分布式事務的方案有很多，但實現起來都比較復雜，因此我們一般會使用開源的框架來解決分布式事務問題。在眾多的開源分布式事務框架中，功能最完善、使用最多的就是阿里巴巴在 2019 年開源的 Seata 了。

Seata 的事務管理中有三個重要的角色：

• TC（Transaction Coordinator）事務協調者：維護全局和分支事務的狀態，協調全局事務提交或回滾，相當于監控中心。
• TM（Transaction Manager）事務管理器：定義全局事務的范圍、開始全局事務、提交或回滾全局事務。
• RM（Resource Manager）資源管理器：管理分支事務，與TC交談以注冊分支事務和報告分支事務的狀態，并驅動分支事務提交或回滾。

2. 微服務集成 Seata

引入依賴

<!-- seata -->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>

修改配置

seata:registry: # TC服務注冊中心的配置，微服務根據這些信息去注冊中心獲取tc服務地址type: nacos # 注冊中心類型 nacosnacos:server-addr: 192.168.101.68:8848 # nacos地址namespace: "" # namespace，默認為空group: DEFAULT_GROUP # 分組，默認是DEFAULT_GROUPapplication: seata-server # seata服務名稱tx-service-group: hmall # 事務組名稱service:vgroup-mapping: # 事務組與tc集群的映射關系hmall: "default"

3. Seata 工作模式

Seata 支持四種不同的分布式事務解決方案，Seata 默認使用的是 AT 模式：

1. AT
2. XA
3. TCC
4. SAGA

這四種方案可以滿足 CP 和 AP 的需求，比如：XA 可以實現 CP 即強一致性，AT 可以實現 AP 最終一致性，四種模式中 AT 模式使用較多，本課程重點講解AT模式。

3.1 AT 模式

工作流程圖

流程說明：

1. TM 通知 TC 開啟全局事務，TC 記錄全局事務狀態；
2. TM 調用所有 RM，開始執行分支事務，然后 RM 向 TC 注冊分支事務；
3. RM 執行自己的 sql 并進行提交，同時記錄日志到 undolog 表中；
4. RM 向 TC 匯報自己事務執行的狀態；
5. TM 通知 TC，提交或回滾全局全局事務。TC 匯總所有 RM 的事務執行情況，并通知所有 RM 執行提交或回滾操作
   1. 提交：刪除 undolog 表中的日志
   2. 回滾：RM 根據各自 undolog 表中的日志，反向操作，操作成功后刪除 undolog 中的日志

3.2 XA 模式

工作流程圖

流程說明：

1. TM 通知 TC 開啟全局事務，TC 記錄全局事務狀態；
2. TM 通知所有 RM，開始執行分支事務，然后 RM 向 TC 注冊分支事務；
3. RM 執行自己的 sql，然后向 TC 報告自己執行的事務狀態；
4. TM 通知 TC，提交或回滾全局事務。TM 匯總所有 RM 分支的事務狀態，并通知所有 RM 執行提交或回滾的操作。

可見，AT 模式使用起來更加簡單，無業務侵入，性能更好。因此企業 90% 的分布式事務都可以用 AT 模式來解決。

3.3 TCC 模式

工作流程圖

流程：

1. TM 通知 TC 開啟全局事務，TC 記錄全局事務狀態；
2. TM 通知 RM 執行分支事務，RM 向 TC 注冊分支事務；
3. RM 對將要操作的資源進行檢測和預留，將要執行的資源單獨分出來，并向 TC 匯報所執行的事務狀態；
4. TM 通知 TC，提交或回滾全局事務。TC 統計匯總所有 RM 分支事務狀態，并通知所有 RM 執行提交或回滾的操作
   1. 提交：RM 執行 Congirm 操作，真正執行數據
   2. 回滾：RM 執行 cancel 操作，將隔離出來的資源返回

TCC 模式的每個階段是做什么的？

• Try：資源檢查和預留
• Confirm：業務執行和提交
• Cancel：預留資源的釋放

3.4 SAGA 模式

工作流程圖

流程：

1. TM 通知 TC 開啟全局事務，TC 記錄全局事務；
2. TM 通知所有 RM 執行分支事務，RM 向 TC 注冊分支事務；
3. RM 執行自己的 sql 業務，并向 TC 匯報分支事務執行的狀態；
4. TM 通知 TC 提交或回滾全局事務。TC 匯總所有 RM 的事務狀態，并通知所有 RM 執行提交或回滾
   1. 提交：RM 執行提交操作
   2. 回滾：RM 通過回滾機制和補償機制進行回滾操作。

4. 小結

4.1 Seata 是怎么進行分布式事務控制的？

使用 Seata 的 AT 模式，AT 模式的底層使用的是 CAP 的 CP，保證數據的最終一致性。

4.2 Seata 的工作原理？

首先，Seata 是一個專門用于處理分布式事務的開源框架，它通過定義全局事務和分支事務的概念來實現分布式事務的控制，并支持多種模式，如 AT 模式、TCC 模式、SAGA 模式等。

核心概念：

1. 事務協調器（TC）：維護全局事務和分支事務的狀態，并驅動全局事務的提交或回滾。
2. 事務管理器（TM）：定義全局事務的邊界，即開始和結束全局事務。
3. 資源管理器（RM）：管理分支事務并報告分支事務的狀態給 TC，同時也負責分支事務的提交或回滾。

工作原理：

1. 開始全局事務：TM 通知 TC 開啟一個全局事務，TC 生成一個全局唯一的 XID 用于標識這個全局事務。
2. 執行分支事務：TM 通知 RM 執行分支事務，執行完成后向 TC 報告分支事務的狀態。
3. 提交或回滾全局事務：
   • 當所有分支事務都成功完成，TM 通知 TC 提交全局事務，TC 隨后指示各個 RM 提交對應的分支事務。
   • 如果任何一個分支事務失敗，TM 會通知 TC 回滾全局事務，TC 會指令各 RM 回滾各自的分支事務。

分布式事務模式

• AT 模式：一種無侵入式的分布式事務解決方案，基于數據庫的 ACID 特性，自動完成數據的快照和補償操作，適合對業務代碼侵入性要求較低的場景。
• TCC 模式：需要業務系統提供 Try、Confirm、Cancel 三個方法接口，適用于對一致性要求較高且能夠接受一定程度業務侵入的場景。
• SAGA 模式：長事務解決方案，適用于長時間運行的業務流程，通過一系列子事務及其補償操作來保證最終一致性。

通過上述機制，Seata 實現了對分布式事務的有效管理和控制，也能夠保證事務的一致性和可靠性。