分布式事务及其解决方案

1.分布式事务介绍

在分布式系统中，如果一个业务需要多个服务合作完成，而且每一个服务都有事务，多个事务必须同时成功或失败，这样的事务就是分布式事务。其中的每个服务的事务就是一个分支事务。整个业务称为全局事务。
以商场下单业务为例（微服务系统）：

下单业务涉及的创建订单、清理购物车、扣减商品库存3个分支事务必须同时成功或失败，不然就会出现类似没库存但能下单的不合理情况。

2.分布式事务解决思路

解决分布式事务，各个子事务之间必须能感知到彼此的事务状态，才能保证状态一致。
可以引入一个事务协调者，让各个事务感知到彼此的事务状态。

3.认识Seata

基于上述思路，阿里巴巴开源Seata用于解决分布式事务问题。
Seata事务管理中有三个重要的角色：
• 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，一个独立的微服务，需要单独部署。
•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。

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。

4.部署TC服务

docker run –name seata \\
-p 8099:8099 \\
-p 7099:7099 \\
-e SEATA_IP=192.168.150.101 \\
-v ./seata:/seata-server/resources \\
–privileged=true \\
–network hm-net \\
-d \\
seataio/seata-server:1.5.2

5.微服务集成Seata

5.1引入依赖

为了方便各个微服务集成seata，可以把seata配置共享到nacos，因此trade-service模块不仅仅要引入seata依赖，还要引入nacos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>

5.2改造配置

配置读取顺序：bootstrap 先读，用来连 Nacos；Nacos 远程配置（含共享）在中间；最后读本地 application.yml；本地配置可覆盖远程同名配置。

nacos

在nacos上添加一个共享的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"

bootstrap.yml

改造trade-service模块，添加bootstrap.yaml

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–jdbc.yaml # 共享mybatis配置
– dataId: shared–log.yaml # 共享日志配置
– dataId: shared–swagger.yaml # 共享日志配置
– dataId: shared–seata.yaml # 共享seata配置

5.3添加数据库表

seata的客户端在解决分布式事务的时候需要记录一些中间数据，保存在数据库中。因此要先准备一个undo_log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';

5.4修改分布式事务注解

将下单业务方法上的@Transactional注解改为Seata提供的@GlobalTransactional。
@GlobalTransactional注解就是在标记事务的起点，将来TM就会基于这个方法判断全局事务范围，初始化全局事务。

6.Seata的XA模式

实现前提：
配置文件添加配置

seata:
data-source-proxy-mode: XA

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
  

7.seata的AT模式

实现前提：
完成5.3数据库添加undo_log表，配置文件可以不添加配置（seata默认就是AT模式）

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
  

8.XA和AT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