【6.1.2 漫畫分布式事務技術選型】

漫畫分布式事務技術選型

🎯 學習目標：掌握架構師核心技能——分布式事務技術選型與一致性解決方案，構建高可靠的分布式系統

🎭 第一章：分布式事務模式對比

🤔 2PC vs 3PC vs TCC vs Saga

想象分布式事務就像不同的團隊協作方式…

🎭 分布式事務協作模式：2PC (二階段提交)：
┌─────────────────────────────────────┐
│        協調者 (Coordinator)          │
│              │                      │
│    ┌─────────┼─────────┐            │
│    ▼         ▼         ▼            │
│ 參與者A   參與者B   參與者C          │
│ (準備)    (準備)    (準備)           │
│    │         │         │            │
│    ▼         ▼         ▼            │
│ (提交)    (提交)    (提交)           │
│                                    │
│ 特點：                              │
│ ? 強一致性保證                      │
│ ? 阻塞性問題                        │
│ ? 單點故障風險                      │
│ ? 適用：小規模關鍵業務              │
└─────────────────────────────────────┘TCC (Try-Confirm-Cancel)：
┌─────────────────────────────────────┐
│           業務活動管理器             │
│              │                      │
│    ┌─────────┼─────────┐            │
│    ▼         ▼         ▼            │
│ 服務A-Try 服務B-Try 服務C-Try       │
│ (資源預留) (資源預留) (資源預留)     │
│    │         │         │            │
│    ▼         ▼         ▼            │
│ Confirm   Confirm   Confirm         │
│ (確認)    (確認)    (確認)           │
│                                    │
│ 特點：                              │
│ ? 業務侵入性強                      │
│ ? 最終一致性                        │
│ ? 性能較好                          │
│ ? 適用：業務可拆分場景              │
└─────────────────────────────────────┘Saga (長事務)：
┌─────────────────────────────────────┐
│          Saga編排器                  │
│              │                      │
│    T1 → T2 → T3 → T4 → T5           │
│    │    │    │    │    │            │
│   C1 ← C2 ← C3 ← C4 ← C5            │
│ (事務)              (補償)           │
│                                    │
│ 特點：                              │
│ ? 長事務友好                        │
│ ? 業務補償邏輯                      │
│ ? 最終一致性                        │
│ ? 適用：復雜業務流程                │
└─────────────────────────────────────┘

📊 分布式事務技術詳細對比

📊 分布式事務技術對比：┌─────────────┬─────────────┬─────────────┬─────────────┐
│    特性     │     2PC     │     TCC     │    Saga     │
├─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤
│ 🔒 一致性   │    強一致    │   最終一致   │   最終一致   │
│ 🚀 性能     │     低      │     中      │     高      │
│ 🔧 復雜度   │    簡單     │     高      │     中      │
│ 📊 吞吐量   │     低      │     中      │     高      │
│ 🛡? 可靠性   │    中等     │     高      │     高      │
│ 💻 業務侵入 │     小      │     大      │     中      │
│ 🌐 適用場景 │  關鍵業務    │  核心交易    │  復雜流程   │
│ 🎯 推薦度   │     低      │     高      │     高      │
└─────────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────┘技術選型建議：
🎯 銀行轉賬系統 → TCC (資金安全)
🎯 電商下單流程 → Saga (流程復雜)
🎯 庫存扣減場景 → TCC (原子操作)
🎯 數據同步任務 → Saga (長時間運行)
🎯 支付系統 → TCC (強一致性要求)

🎯 分布式事務選型決策樹

🎯 分布式事務選型流程：開始選型│┌────▼────┐│一致性要求│└────┬────┘│┌──────────────┼──────────────┐▼              ▼              ▼強一致性       最終一致性      高性能要求│              │              │┌────▼────┐    ┌────▼────┐    ┌────▼────┐│關鍵業務  │    │復雜流程  │    │高并發   │└────┬────┘    └────┬────┘    └────┬────┘│              │              │▼              ▼              ▼XA/2PC事務      Saga模式        異步消息(小規模場景)    (長事務場景)     (最終一致)重要業務場景選型：
┌─────────────────┬─────────────┬─────────────┐
│   業務場景       │  推薦方案    │   備選方案   │
├─────────────────┼─────────────┼─────────────┤
│ 銀行轉賬         │    TCC      │    XA       │
│ 電商下單         │   Saga      │   本地消息表 │
│ 庫存扣減         │    TCC      │   分布式鎖   │
│ 訂單支付         │    TCC      │    2PC      │
│ 數據同步         │   Saga      │   消息隊列   │
│ 批量處理         │   Saga      │   狀態機    │
└─────────────────┴─────────────┴─────────────┘

🛠? 第二章：Seata分布式事務框架

🏗? Seata架構與模式

// 🛠? Seata分布式事務實戰/*** Seata配置中心*/
@Configuration
@EnableAutoDataSourceProxy
public class SeataConfig {/*** AT模式數據源代理*/@Bean@Primarypublic DataSourceProxy dataSourceProxy(DataSource dataSource) {return new DataSourceProxy(dataSource);}/*** TCC模式業務資源管理器*/@Beanpublic TccTransactionManager tccTransactionManager() {return new TccTransactionManager();}/*** Saga狀態機配置*/@Beanpublic StateMachineEngine stateMachineEngine() {StateMachineEngineBuilder builder = StateMachineEngineBuilder.newBuilder();builder.setDataSource(dataSource()).setTransactionManager(platformTransactionManager()).setApplicationContext(applicationContext);return builder.build();}
}/*** AT模式 - 自動補償*/
@Service
@Slf4j
public class OrderServiceAT {@Autowiredprivate OrderRepository orderRepository;@Autowiredprivate AccountServiceClient accountServiceClient;@Autowiredprivate ProductServiceClient productServiceClient;/*** 創建訂單 - AT模式全局事務*/@GlobalTransactional(name = "create-order", rollbackFor = Exception.class)public Order createOrder(CreateOrderRequest request) {log.info("開始創建訂單: userId={}", request.getUserId());try {// 1. 創建訂單記錄Order order = new Order();order.setUserId(request.getUserId());order.setProductId(request.getProductId());order.setQuantity(request.getQuantity());order.setAmount(request.getAmount());order.setStatus(OrderStatus.PENDING);order.setCreateTime(LocalDateTime.now());order = orderRepository.save(order);log.info("訂單創建成功: orderId={}", order.getId());// 2. 扣減賬戶余額accountServiceClient.deductBalance(request.getUserId(), request.getAmount());log.info("賬戶扣款成功: userId={}, amount={}", request.getUserId(), request.getAmount());// 3. 扣減商品庫存productServiceClient.reduceStock(request.getProductId(), request.getQuantity());log.info("庫存扣減成功: productId={}, quantity={}", request.getProductId(), request.getQuantity());// 4. 更新訂單狀態order.setStatus(OrderStatus.SUCCESS);orderRepository.save(order);log.info("訂單處理完成: orderId={}", order.getId());return order;} catch (Exception e) {log.error("訂單創建失敗: userId={}", request.getUserId(), e);throw new OrderException("訂單創建失敗: " + e.getMessage(), e);}}
}/*** TCC模式 - 手動補償*/
@LocalTCC
@Service
@Slf4j
public class AccountServiceTCC {@Autowiredprivate AccountRepository accountRepository;@Autowiredprivate AccountFreezeRepository freezeRepository;/*** Try階段 - 凍結資金*/@TwoPhaseBusinessAction(name = "deductBalance",commitMethod = "confirmDeduct",rollbackMethod = "cancelDeduct")public boolean deductBalance(BusinessActionContext context,@BusinessActionContextParameter("userId") Long userId,@BusinessActionContextParameter("amount") BigDecimal amount) {String xid = context.getXid();log.info("TCC Try階段 - 凍結資金: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount);try {// 1. 檢查賬戶余額Account account = accountRepository.findByUserId(userId);if (account == null) {throw new AccountException("賬戶不存在");}if (account.getBalance().compareTo(amount) < 0) {throw new InsufficientBalanceException("余額不足");}// 2. 凍結資金AccountFreeze freeze = new AccountFreeze();freeze.setXid(xid);freeze.setUserId(userId);freeze.setAmount(amount);freeze.setStatus(FreezeStatus.TRYING);freeze.setCreateTime(LocalDateTime.now());freezeRepository.save(freeze);// 3. 扣減可用余額account.setBalance(account.getBalance().subtract(amount));account.setFrozenAmount(account.getFrozenAmount().add(amount));accountRepository.save(account);log.info("資金凍結成功: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount);return true;} catch (Exception e) {log.error("資金凍結失敗: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount, e);return false;}}/*** Confirm階段 - 確認扣款*/public boolean confirmDeduct(BusinessActionContext context) {String xid = context.getXid();Long userId = (Long) context.getActionContext("userId");BigDecimal amount = (BigDecimal) context.getActionContext("amount");log.info("TCC Confirm階段 - 確認扣款: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount);try {// 1. 查找凍結記錄AccountFreeze freeze = freezeRepository.findByXid(xid);if (freeze == null) {log.warn("凍結記錄不存在: xid={}", xid);return true; // 冪等性處理}if (freeze.getStatus() == FreezeStatus.CONFIRMED) {log.warn("重復確認: xid={}", xid);return true; // 冪等性處理}// 2. 確認扣款freeze.setStatus(FreezeStatus.CONFIRMED);freeze.setUpdateTime(LocalDateTime.now());freezeRepository.save(freeze);// 3. 減少凍結金額Account account = accountRepository.findByUserId(userId);account.setFrozenAmount(account.getFrozenAmount().subtract(amount));accountRepository.save(account);log.info("扣款確認完成: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount);return true;} catch (Exception e) {log.error("扣款確認失敗: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount, e);return false;}}/*** Cancel階段 - 取消扣款*/public boolean cancelDeduct(BusinessActionContext context) {String xid = context.getXid();Long userId = (Long) context.getActionContext("userId");BigDecimal amount = (BigDecimal) context.getActionContext("amount");log.info("TCC Cancel階段 - 取消扣款: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount);try {// 1. 查找凍結記錄AccountFreeze freeze = freezeRepository.findByXid(xid);if (freeze == null) {log.warn("凍結記錄不存在: xid={}", xid);return true; // 冪等性處理}if (freeze.getStatus() == FreezeStatus.CANCELLED) {log.warn("重復取消: xid={}", xid);return true; // 冪等性處理}// 2. 取消凍結freeze.setStatus(FreezeStatus.CANCELLED);freeze.setUpdateTime(LocalDateTime.now());freezeRepository.save(freeze);// 3. 恢復資金Account account = accountRepository.findByUserId(userId);account.setBalance(account.getBalance().add(amount));account.setFrozenAmount(account.getFrozenAmount().subtract(amount));accountRepository.save(account);log.info("扣款取消完成: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount);return true;} catch (Exception e) {log.error("扣款取消失敗: xid={}, userId={}, amount={}", xid, userId, amount, e);return false;}}
}/*** Saga模式 - 狀態機編排*/
@Component
@Slf4j
public class OrderSagaService {@Autowiredprivate StateMachineEngine stateMachineEngine;/*** 執行訂單處理Saga*/public void processOrderSaga(CreateOrderRequest request) {log.info("開始執行訂單Saga: userId={}", request.getUserId());try {// 創建狀態機實例StateMachineInstance instance = stateMachineEngine.startAsync("orderProcessSaga",UUID.randomUUID().toString(),createSagaContext(request));log.info("訂單Saga啟動成功: instanceId={}", instance.getId());} catch (Exception e) {log.error("訂單Saga啟動失敗: userId={}", request.getUserId(), e);throw new SagaException("Saga執行失敗: " + e.getMessage(), e);}}private Map<String, Object> createSagaContext(CreateOrderRequest request) {Map<String, Object> context = new HashMap<>();context.put("userId", request.getUserId());context.put("productId", request.getProductId());context.put("quantity", request.getQuantity());context.put("amount", request.getAmount());context.put("orderId", null); // 將在狀態流轉中設置return context;}/*** Saga狀態定義*/@SagaOrchestrationStartpublic void startOrderProcess(SagaTransactionContext context) {log.info("Saga開始 - 訂單處理: userId={}", context.getVariable("userId"));}@SagaOrchestrationTask("createOrder")public void createOrder(SagaTransactionContext context) {log.info("Saga步驟1 - 創建訂單");// 創建訂單邏輯Order order = orderService.createOrderLocal((Long) context.getVariable("userId"),(Long) context.getVariable("productId"),(Integer) context.getVariable("quantity"),(BigDecimal) context.getVariable("amount"));context.setVariable("orderId", order.getId());log.info("訂單創建成功: orderId={}", order.getId());}@SagaOrchestrationTask("deductBalance")public void deductBalance(SagaTransactionContext context) {log.info("Saga步驟2 - 扣減余額");accountService.deductBalanceLocal((Long) context.getVariable("userId"),(BigDecimal) context.getVariable("amount"));log.info("余額扣減成功");}@SagaOrchestrationTask("reduceStock")public void reduceStock(SagaTransactionContext context) {log.info("Saga步驟3 - 扣減庫存");productService.reduceStockLocal((Long) context.getVariable("productId"),(Integer) context.getVariable("quantity"));log.info("庫存扣減成功");}@SagaOrchestrationTask("updateOrderStatus")public void updateOrderStatus(SagaTransactionContext context) {log.info("Saga步驟4 - 更新訂單狀態");orderService.updateOrderStatusLocal((Long) context.getVariable("orderId"),OrderStatus.SUCCESS);log.info("訂單狀態更新成功");}// 補償方法@SagaOrchestrationCompensation("createOrder")public void compensateCreateOrder(SagaTransactionContext context) {log.info("Saga補償 - 取消訂單");Long orderId = (Long) context.getVariable("orderId");if (orderId != null) {orderService.cancelOrderLocal(orderId);log.info("訂單取消完成: orderId={}", orderId);}}@SagaOrchestrationCompensation("deductBalance")public void compensateDeductBalance(SagaTransactionContext context) {log.info("Saga補償 - 恢復余額");accountService.refundBalanceLocal((Long) context.getVariable("userId"),(BigDecimal) context.getVariable("amount"));log.info("余額恢復完成");}@SagaOrchestrationCompensation("reduceStock")public void compensateReduceStock(SagaTransactionContext context) {log.info("Saga補償 - 恢復庫存");productService.restoreStockLocal((Long) context.getVariable("productId"),(Integer) context.getVariable("quantity"));log.info("庫存恢復完成");}
}