Seata详解（二）

向右看齐 2022-11-13 11:23 303阅读 0赞

## AT事务模式运行机制解读 ##

AT 模式的前提：

1、基于支持本地 ACID 事务的关系型数据库；

2、Java 应用，通过 JDBC 访问数据库；

整体机制是两阶段提交协议的演变：

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；（本地事务，就已经在数据库持久化了）

二阶段：

如果没有异常提交异步化，非常快速地完成；（正常情况，那就提交了，同步一下TC Server的状态，删除回滚日志）

如果有异常回滚通过一阶段的回滚日志进行反向补偿；（比如订单删除，库存加回去，余额加回去）；

**写隔离**

一阶段本地事务提交前，需要确保先拿到全局锁；

拿不到 全局锁 ，不能提交本地事务；

拿 全局锁 的尝试被限制在一定范围内，超出范围将放弃，并回滚本地事务，释放本地锁；

以一个示例来说明：

**两个**或者多个全局事务 tx1 和 tx2，分别并发对 a 表的 m 字段进行更新操作，m 的初始值 1000；

假设tx1 先开始，开启本地事务，拿到本地锁，更新操作 m = 1000 - 100 = 900,本地事务提交前，先拿到该记录的 全局锁 ，拿到了全局锁，本地提交并释放本地锁；

tx2后开始，开启本地事务，拿到本地锁，更新操作 m = 900 - 100 = 800，本地事务提交前，尝试拿该记录的 全局锁 ，tx1全局提交前，该记录的全局锁一直会被 tx1 持有，tx2 需要重试等待 全局锁 ；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdWNoYW5nMTk5NTA3MDM_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

tx1 二阶段全局提交，释放 全局锁 ，tx2 拿到 全局锁 提交本地事务；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdWNoYW5nMTk5NTA3MDM_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

如果 tx1 的二阶段全局回滚，则 tx1 需要重新获取该数据的本地锁，进行反向补偿的更新操作，实现分支的回滚；

此时，如果 tx2 仍在等待该数据的 全局锁，同时持有本地锁，则 tx1 的分支回滚会失败。分支的回滚会一直重试，直到 tx2 的 全局锁 等锁超时，放弃 全局锁 并回滚本地事务释放本地锁，tx1 的分支回滚最终成功；

因为整个过程 全局锁 在 tx1 结束前一直是被 tx1 持有的，所以不会发生 **脏写** 的问题；

**读隔离**

在数据库本地事务隔离级别 读已提交（Read Committed） 或以上的基础上，Seata（AT 模式）的默认全局隔离级别是 **读未提交（Read Uncommitted）**；

如果应用在特定场景下，必需要求全局的 读已提交 ，目前 Seata 的方式是通过 SELECT FOR UPDATE 语句的代理；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdWNoYW5nMTk5NTA3MDM_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

SELECT FOR UPDATE 语句的执行会申请 全局锁 ，如果 全局锁 被其他事务持有，则释放本地锁（回滚 SELECT FOR UPDATE 语句的本地执行）并重试，这个过程中，查询是被 block 住的，直到 全局锁 拿到，即读取的相关数据是 已提交 的，才返回；

出于总体性能上的考虑，Seata目前的方案并没有对所有SELECT语句都进行代理，仅针对 FOR UPDATE 的 SELECT 语句；

## Seata TC Server集群部署 ##

生产环境下，需要部署集群 Seata TC Server，实现高可用，在集群时，多个 Seata TC Server 通过 db 数据库或者redis实现全局事务会话信息的共享；

每个Seata TC Server注册自己到注册中心上，应用从注册中心获得Seata TC Server实例，这就是Seata TC Server的集群；

![20210326170425973.png][]

Seata TC Server 对主流的注册中心都提供了集成，Naco作为注册中心越来越流行，这里我们就采用Nacos；

Seata TC Server集群搭建具体步骤：

1、下载并解压两个seata-server-1.3.0.tar.gz；

2、初始化 Seata TC Server 的 db 数据库，在 MySQL 中，创建 seata 数据库，并在该库下执行如下SQL脚本：

使用seata-1.3.0\\script\\server\\db脚本（网盘有共享）

3、修改 seata/conf/file.conf 配置文件，修改使用 db 数据库，实现 Seata TC Server 的全局事务会话信息的共享；

（1）mode = "db"

（2）数据库的连接信息

driverClassName = "com.mysql.cj.jdbc.Driver"

url = "jdbc:mysql://39.99.163.122:3306/seata"

user = "mysql"

password = "UoT1R8\[09/VsfXoO5>6YteB"

4、设置使用 Nacos 注册中心；

修改 seata/conf/registry.conf 配置文件，设置使用 Nacos 注册中心；

1.  、type = "nacos"
2.  Nacos连接信息：

nacos \{

application = "seata-server"

serverAddr = "127.0.0.1:8848"

group = "SEATA\_GROUP"

namespace = ""

cluster = "default"

username = ""

password = ""

5、启动数据库和nacos；

6、启动两个 TC Server (虚拟机的话指定-h 否则默认是本地ip)

执行

nohup ./seata-server.sh -h 192.168.247.129  -p 8091 -m db  -n 1 >/usr/local/seata/bin/seata.log 2>&1 &

命令，启动第一个TC Server;

\-p：Seata TC Server 监听的端口；

\-n：Server node，在多个 TC Server 时，需区分各自节点，用于生成不同区间的 transactionId 事务编号，以免冲突；

执行

nohup ./seata-server.sh -h 192.168.247.130  -p 8092 -m db  -n 2>/usr/local/seata/bin/seata.log 2>&1 &

命令，启动第二个TC Server；

7、打开Nacos注册中心控制台，可以看到有两个Seata TC Server 实例；

![20210326170452179.png][]

8、应用测试；

**对于SpringBoot单体应用：**

1、添加nacos客户端依赖；

**  
<dependency>  
    <groupId>com.alibaba.nacos</groupId>  
    <artifactId>nacos-client</artifactId>  
    <version>1.3.1</version>  
</dependency>

2、配置application.properties文件

*\#----------------------------------------------------------*  
*\# Seata**应用编号，默认为**$\{spring.application.name\}*  
seata.application-id=springcloud-order-seata  
*\# Seata**事务组编号，用于**TC**集群名*  
seata.tx-service-group=springcloud-order-seata-group  
*\#* *虚拟组和分组的映射*  
seata.service.vgroup-mapping.springcloud-order-seata-group=default  
  
*\#seata-spring-boot-starter 1.1**版本少一些配置项*  
seata.enabled=true  
seata.registry.type=nacos  
seata.registry.nacos.cluster=default  
seata.registry.nacos.server-addr=192.168.172.128:8848  
seata.registry.nacos.group=SEATA\_GROUP  
seata.registry.nacos.application=seata-server

*\#----------------------------------------------------------*

**对于Spring Cloud Alibaba微服务应用：**

则不需要加nacos的jar包依赖，application.properties文件配置完全一样；

## TCC事务模式执行机制 ##

AT模式基本上能满足我们使用分布式事务大部分需求，但涉及非关系型数据库与中间件的操作、跨公司服务的调用、跨语言的应用调用就需要结合TCC模式；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdWNoYW5nMTk5NTA3MDM_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

一个分布式的全局事务，整体是两阶段提交（Try - \[Comfirm/Cancel\]）的模型，在Seata中，AT模式与TCC模式事实上都是基于两阶段提交，它们的区别在于：

AT模式基于支持本地ACID事务的关系型数据库：

1、一阶段prepare行为：在本地事务中，一并提交“业务数据更新“和”相应回滚日志记录”；

2、二阶段 commit 行为：马上成功结束，自动异步批量清理回滚日志；

3、二阶段 rollback 行为：通过回滚日志，自动生成补偿操作，完成数据回滚；

而TCC 模式，需要我们人为编写代码实现提交和回滚：

1、一阶段 prepare 行为：调用自定义的 prepare 逻辑；(真正要做的事情，比如插入订单，更新库存，更新余额)

2、二阶段 commit 行为：调用自定义的 commit 逻辑；（自己写代码实现）

3、二阶段 rollback 行为：调用自定义的 rollback 逻辑；（自己写代码实现）

所以TCC模式，就是把自定义的分支事务的提交和回滚并纳入到全局事务管理中；

通俗来说，Seata的TCC模式就是手工版本的AT模式，它允许你自定义两阶段的处理逻辑而不需要依赖AT模式的undo\_log回滚表；

## TCC事务模式应用实践 ##

1.  基于SpringBoot单体应用的TCC事务
2.  ![2021032617051976.png][]

@LocalTCC  
public interface AccountService \{   
    */\*\**  
*     \** *扣除余额*  
*     **\** *定义两阶段提交*  
*     **\* name = reduceStock**为一阶段**try**方法*  
*     **\* commitMethod = commitTcc* *为二阶段确认方法*  
*     **\* rollbackMethod = cancel* *为二阶段取消方法*  
*     **\* BusinessActionContextParameter**注解 可传递参数到二阶段方法*  
*     **\**  
*     \* @param* *userId* *用户**ID*  
*     \* @param* *money  **扣减金额*  
*     **\* @throws* *Exception* *失败时抛出异常*  
*     **\*/*  
*    *@TwoPhaseBusinessAction(name = "reduceBalance", commitMethod = "commitTcc", rollbackMethod = "cancelTcc")  
    void reduceBalance(@BusinessActionContextParameter(paramName = "userId") Integer userId,  
                       @BusinessActionContextParameter(paramName = "money") BigDecimal money);  
  
    */\*\**  
*     \** *确认方法、可以另命名，但要保证与**commitMethod**一致*  
*     **\* context**可以传递**try**方法的参数*  
*     **\**  
*     \* @param* *context* *上下文*  
*     **\* @return boolean*  
*     \*/*  
*    *boolean commitTcc(BusinessActionContext context);  
  
    */\*\**  
*     \** *二阶段取消方法*  
*     **\**  
*     \* @param* *context* *上下文*  
*     **\* @return boolean*  
*     \*/*  
*    *boolean cancelTcc(BusinessActionContext context);  
\}

@LocalTCC注解标识此TCC为本地模式，即该事务是本地调用，非RPC调用，@LocalTCC一定需要注解在接口上，此接口可以是寻常的业务接口，只要实现了TCC的两阶段提交对应方法即可；

@TwoPhaseBusinessAction，该注解标识为TCC模式，注解try方法，其中name为当前tcc方法的bean名称，写方法名便可（全局唯一），commitMethod指提交方法，rollbackMethod指事务回滚方法，指定好三个方法之后，Seata会根据事务的成功或失败，通过动态代理去帮我们自动调用提交或者回滚；

@BusinessActionContextParameter 注解可以将参数传递到二阶段（commitMethod/rollbackMethod）的方法；

BusinessActionContext 是指TCC事务上下文，携带了业务方法的参数；

1.  基于Spring Cloud Alibaba的TCC分布式事务
2.  ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpdWNoYW5nMTk5NTA3MDM_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

具体代码实现和springboot单体应用的代码实现几乎没有区别，具体参考Git上提交的代码；

由于Seata出现时间并不长，也在不断的改进中，在实际面试中应该不会问大家比较底层的实现，同学们如果感兴趣的话，基于我们已有的源码阅读经验，可以看一下Seata的源码，它如何进行事务隔离保证数据一致性，官方提供的文档并不详细；

### Seata个人笔记： ###

**1.Seata 三种角色**  
（1）TM事务管理器：相当于业务中台,向TC发起全局事务的开始触发,让其生成全局事务ID, 向TC发起全局事务的提交或者回滚信号  
（2）TC事务协调器: 生成全局事务ID XID,协调每个RM资源管理器，触发子事务的事务提交和事务回滚  
（3）RM资源管理器：程序已启动就向TC注册自己的信息,负责自己子事务的本地事务提交和本地事务回滚  
**2.Seata 流程**  
一阶段：  
（1）TM向TC发起一个全局事务请求操作，TC生成一个全局事务XID，XID会在微服务的调用链路中传播  
（2）RM准备执行本地事务请求，申请本地事务锁和申请全局事务锁，拿全局事务锁的尝试被限制在一定范围内，超出范围将放弃，并回滚本地事务，释放本地锁。  
如果全局事务锁被其他资源占据，需要等待并尝试获取全局事务锁，本地事务和UndoLog日志文件一起完成提交，释放本地事  
务锁，  
二阶段-回滚：  
（1）如果其中一个RM本地事务提交失败,抛出异常,TM捕捉到异常信息,向TC发起全局事务回滚信号，TC协调每个RM逐步发起本地事务回滚  
（3）回滚的时候会对比UndoLog日志的afterImage后快照和当前数据做对比，如果不一致，则出现了“脏写”需要人工介入操作，如果一致，更新的数据需要更新回原来数据，新增的数据需要删除  
二阶段-提交：  
（1）如果每一个RM本地事务提交都成功，TM向TC发起全局事务提交信号，TC异步协调让所有RM本地事务快速提交

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