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微服务

Seata

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2022-08-11 / 0 评论 / 0 点赞 / 517 阅读 / 10,913 字 / 正在检测是否收录...
温馨提示：
本文最后更新于 2022-05-03，若内容或图片失效，请留言反馈。部分素材来自网络，若不小心影响到您的利益，请联系我们删除。

分布式事务问题由来

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。

一次业务操作需要跨多个数据源或需要跨多个系统进行远程调用，就会产生分布式事务问题。

Seata术语

Seata是一款开源的分布式事务解决方案，致力于在微服务架构下提供高性能和简单易用的分布式事务服务。官方网址

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

  • 三组件概念

    • TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者：维护全局和分支事务的状态，驱动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：管理分支事务处理的资源，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。

处理过程：

  1. TM向TC申请开启一个全局事务，全局事务创建成功并生成一个全局唯一的XID；

  2. XID在微服务调用链路的上下文中传播；

  3. RM向TC注册分支事务，将其纳入XID对应全局事务的管辖；

  4. TM向TC发起针对XID的全局提交或回滚决议；

  5. TC调度XID下管辖的全部分支事务完成提交或回滚请求。

Seata Server安装

发布说明：https://github.com/seata/seata/releases

本地Service使用@Transactional

全局Service使用@GlobalTransactional

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。

Seata-Server安装

官网地址 - http://seata.io/zh-cn/，下载版本 - 0.9.0

seata-server-0.9.0.zip解压到指定目录并修改conf目录下的file.conf配置文件，先备份原始file.conf文件。

主要修改：自定义事务组名称+事务日志存储模式为db +数据库连接信息

file.conf中

service模块

service {
    ##fsp_tx_group是自定义的
    vgroup_mapping.my.test.tx_group="fsp_tx_group" 
    default.grouplist = "127.0.0.1:8091"
    enableDegrade = false
    disable = false
    max.commitretry.timeout= "-1"
    max.ollbackretry.timeout= "-1"
}

store模块

## transaction log store
store {
	## store mode: file, db
	## 改成db
	mode = "db"
	
	## file store
	file {
		dir = "sessionStore"
		
		# branch session size, if exceeded first try compress lockkey, still exceeded throws exceptions
		max-branch-session-size = 16384
		# globe session size, if exceeded throws exceptions
		max-global-session-size = 512
		# file buffer size, if exceeded allocate new buffer
		file-write-buffer-cache-size = 16384
		# when recover batch read size
		session.reload.read_size= 100
		# async, sync
		flush-disk-mode = async
	}

	# database store
	db {
		## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp) etc.
		datasource = "dbcp"
		## mysql/oracle/h2/oceanbase etc.
		## 配置数据源
		db-type = "mysql"
		driver-class-name = "com.mysql.jdbc.Driver"
		url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata"
		user = "root"
		password = "你自己密码"
		min-conn= 1
		max-conn = 3
		global.table = "global_table"
		branch.table = "branch_table"
		lock-table = "lock_table"
		query-limit = 100
	}
}

mysql5.7数据库新建库seata，在seata库里建表。

建表db_store.sql在\seata-server-0.9.0\seata\conf目录里面。

-- the table to store GlobalSession data
drop table if exists `global_table`;
create table `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_gmt_modified_status` (`gmt_modified`, `status`),
  key `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
);

-- the table to store BranchSession data
drop table if exists `branch_table`;
create table `branch_table` (
  `branch_id` bigint not null,
  `xid` varchar(128) not null,
  `transaction_id` bigint ,
  `resource_group_id` varchar(32),
  `resource_id` varchar(256) ,
  `lock_key` varchar(128) ,
  `branch_type` varchar(8) ,
  `status` tinyint,
  `client_id` varchar(64),
  `application_data` varchar(2000),
  `gmt_create` datetime,
  `gmt_modified` datetime,
  primary key (`branch_id`),
  key `idx_xid` (`xid`)
);

-- the table to store lock data
drop table if exists `lock_table`;
create table `lock_table` (
  `row_key` varchar(128) not null,
  `xid` varchar(96),
  `transaction_id` long ,
  `branch_id` long,
  `resource_id` varchar(256) ,
  `table_name` varchar(32) ,
  `pk` varchar(36) ,
  `gmt_create` datetime ,
  `gmt_modified` datetime,
  primary key(`row_key`)
);

修改seata-server-0.9.0\seata\conf目录下的registry.conf配置文件

registry {
  # file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
  # 改用为nacos
  type = "nacos"

  nacos {
  	## 加端口号
    serverAddr = "localhost:8848"
    namespace = ""
    cluster = "default"
  }
  ...
}

目的是：指明注册中心为nacos，及修改nacos连接信息

先启动Nacos端口号8848 nacos\bin\startup.cmd，再启动seata-server - seata-server-0.9.0\seata\bin\seata-server.bat。

Seata业务

需要先启动Nacos后启动Seata，保证两个都OK。

分布式事务业务说明：创建三个服务，一个订单服务，一个库存服务，一个账户服务。

当用户下单时，会在订单服务中创建一个订单，然后通过远程调用库存服务来扣减下单商品的库存，再通过远程调用账户服务来扣减用户账户里面的余额，最后在订单服务中修改订单状态为已完成。

该操作跨越三个数据库，有两次远程调用，很明显会有分布式事务问题。

业务流程：下订单→扣库存→减账户（余额）→ 改（订单）状态。

业务数据库

seata_ order：存储订单的数据库；

seata_ storage：存储库存的数据库；

seata_ account：存储账户信息的数据库。

建库SQL

CREATE DATABASE seata_order;
CREATE DATABASE seata_storage;
CREATE DATABASE seata_account;

按照上述3库分别建对应业务表

  • seata_order库下建t_order表
CREATE TABLE t_order (
    `id` BIGINT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    `user_id` BIGINT(11) DEFAULT NULL COMMENT '用户id',
    `product_id` BIGINT(11) DEFAULT NULL COMMENT '产品id',
    `count` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '数量',
    `money` DECIMAL(11,0) DEFAULT NULL COMMENT '金额',
    `status` INT(1) DEFAULT NULL COMMENT '订单状态: 0:创建中; 1:已完结',
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

SELECT * FROM t_order;
  • seata_storage库下建t_storage表
CREATE TABLE t_storage (
`id` BIGINT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
`product_id` BIGINT(11) DEFAULT NULL COMMENT '产品id',
`total` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '总库存',
`used` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '已用库存',
`residue` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '剩余库存'
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO seata_storage.t_storage(`id`, `product_id`, `total`, `used`, `residue`)
VALUES ('1', '1', '100', '0','100');

SELECT * FROM t_storage;
  • seata_account库下建t_account表
CREATE TABLE t_account(
	`id` BIGINT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 'id',
	`user_id` BIGINT(11) DEFAULT NULL COMMENT '用户id',
	`total` DECIMAL(10,0) DEFAULT NULL COMMENT '总额度',
	`used` DECIMAL(10,0) DEFAULT NULL COMMENT '已用余额',
	`residue` DECIMAL(10,0) DEFAULT '0' COMMENT '剩余可用额度'
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO seata_account.t_account(`id`, `user_id`, `total`, `used`, `residue`)
VALUES ('1', '1', '1000', '0', '1000');

SELECT * FROM t_account;

按照上述3库分别建对应的回滚日志表

  • 订单-库存-账户3个库下 都需要建各自的回滚日志表

  • \seata-server-0.9.0\seata\conf目录下的db_ undo_ log.sql

  • 建表SQL

-- the table to store seata xid data
-- 0.7.0+ add context
-- you must to init this sql for you business databese. the seata server not need it.
-- 此脚本必须初始化在你当前的业务数据库中，用于AT 模式XID记录。与server端无关（注：业务数据库）
-- 注意此处0.3.0+ 增加唯一索引 ux_undo_log
drop table `undo_log`;
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,
  `ext` varchar(100) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

Order模块

seata-order-service2001

<dependencies>
    <!--nacos-->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <!--seata-->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
        <exclusions>
            <exclusion>
                <artifactId>seata-all</artifactId>
                <groupId>io.seata</groupId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.seata</groupId>
        <artifactId>seata-all</artifactId>
        <version>0.9.0</version>
    </dependency>
    <!--feign-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
    </dependency>
    <!--web-actuator-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
    </dependency>
    <!--mysql-druid-->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>5.1.37</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.1.10</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
        <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>2.0.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
</dependencies>

配置文件YML

server:
  port: 2001

spring:
  application:
    name: seata-order-service
  cloud:
    alibaba:
      seata:
        #自定义事务组名称需要与seata-server中的对应
        tx-service-group: fsp_tx_group
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata_order
    username: root
    password: 123456

feign:
  hystrix:
    enabled: false

logging:
  level:
    io:
      seata: info

mybatis:
  mapperLocations: classpath:mapper/*.xml

使用

用@GlobalTransactional标注OrderServiceImpl的create()方法。

@Service
@Slf4j
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    ...
    /**
     * 创建订单->调用库存服务扣减库存->调用账户服务扣减账户余额->修改订单状态
     * 简单说：下订单->扣库存->减余额->改状态
     */
    @Override
    //rollbackFor = Exception.class表示对任意异常都进行回滚
    @GlobalTransactional(name = "fsp-create-order",rollbackFor = Exception.class)
    public void create(Order order) {
		...
    }
}

原理简介

2019年1月份蚂蚁金服和阿里巴巴共同开源的分布式事务解决方案。Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture（Seata），简单可扩展自治事务框架。2020起始，用1.0以后的版本。Alina Gingertail。

分布式事务的执行流程

  1. TM开启分布式事务(TM向TC注册全局事务记录) ;

  2. 按业务场景，编排数据库、服务等事务内资源(RM向TC汇报资源准备状态) ;

  3. TM结束分布式事务，事务一阶段结束(TM通知TC提交/回滚分布式事务) ;

  4. TC汇总事务信息，决定分布式事务是提交还是回滚；

  5. TC通知所有RM提交/回滚资源，事务二阶段结束。

AT模式

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：link

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。

一阶段加载

在一阶段，Seata会拦截“业务SQL”。解析SQL语义，找到“业务SQL" 要更新的业务数据，在业务数据被更新前，将其保存成"before image”。

执行“业务SQL" 更新业务数据，在业务数据更新之后，其保存成"after image”，最后生成行锁。

以上操作全部在一个数据库事务内完成，这样保证了一阶段操作的原子性。

二阶段提交

二阶段如果顺利提交的话，因为"业务SQL"在一阶段已经提交至数据库，所以Seata框架只需将一阶段保存的快照数据和行锁删掉，完成数据清理即可。

二阶段回滚

二阶段如果是回滚的话，Seata 就需要回滚一阶段已经执行的 “业务SQL"，还原业务数据。

回滚方式便是用"before image"还原业务数据；但在还原前要首先要校验脏写，对比“数据库当前业务数据”和"after image"。

如果两份数据完全一致就说明没有脏写， 可以还原业务数据，如果不一致就说明有脏写, 出现脏写就需要转人工处理。

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