Seata分布式事务实战XATCC模式

目录

XA模式

XA 模式的使用

Spring Cloud Alibaba整合Seata XA

TCC模式

TCC模式接口改造

TCC如何控制异常

Spring Cloud Alibaba整合Seata TCC

XA模式

整体机制

       在 Seata 定义的分布式事务框架内，利用事务资源（数据库、消息服务等）对 XA 协议的支持，以 XA 协议的机制来管理分支事务的一种 事务模式。

            

XA 模式的使用

        编程模型上，XA 模式与 AT 模式保持完全一致。只需要修改数据源代理，即可实现 XA 模式与 AT 模式之间的切换。

@Bean("dataSource")
public DataSource dataSource(DruidDataSource druidDataSource) {// DataSourceProxy for AT mode// return new DataSourceProxy(druidDataSource);// DataSourceProxyXA for XA modereturn new DataSourceProxyXA(druidDataSource);
}

Spring Cloud Alibaba整合Seata XA

对比Seata AT模式配置，只需修改两个地方：

  • 微服务数据库不需要undo_log表，undo_log表仅用于AT模式
  • 修改数据源代码模式为XA模式
seata:# 数据源代理模式 默认ATdata-source-proxy-mode: XA

使用时在事务发起方添加两个事务注解

    @Transactional@GlobalTransactional(name="xxx",rollbackFor=Exception.class)

被调用方添加事务注解

    @Transactional

TCC模式

TCC 基于分布式事务中的二阶段提交协议实现，它的全称为 Try-Confirm-Cancel，即资源预留（Try）、确认操作（Confirm）、取消操作（Cancel），他们的具体含义如下：

  1. Try：对业务资源的检查并预留；
  2. Confirm：对业务处理进行提交，即 commit 操作，只要 Try 成功，那么该步骤一定成功；
  3. Cancel：对业务处理进行取消，即回滚操作，该步骤回对 Try 预留的资源进行释放。

    

XA是资源层面的分布式事务，强一致性，在两阶段提交的整个过程中，一直会持有资源的锁。

TCC是业务层面的分布式事务，最终一致性，不会一直持有资源的锁。

       TCC 是一种侵入式的分布式事务解决方案，以上三个操作都需要业务系统自行实现，对业务系统有着非常大的入侵性，设计相对复杂，但优点是 TCC 完全不依赖数据库，能够实现跨数据库、跨应用资源管理，对这些不同数据访问通过侵入式的编码方式实现一个原子操作，更好地解决了在各种复杂业务场景下的分布式事务问题。

在Seata中，AT模式与TCC模式事实上都是两阶段提交的具体实现，他们的区别在于：

AT 模式基于 支持本地 ACID 事务的关系型数据库：

  • 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。
  • 二阶段 commit 行为：马上成功结束，自动异步批量清理回滚日志。
  • 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。

相应的，TCC 模式不依赖于底层数据资源的事务支持：

  • 一阶段 prepare 行为：调用自定义的 prepare 逻辑。
  • 二阶段 commit 行为：调用自定义的 commit 逻辑。
  • 二阶段 rollback 行为：调用自定义的 rollback 逻辑。

简单概括，SEATA的TCC模式就是手工的AT模式，它允许你自定义两阶段的处理逻辑而不依赖AT模式的undo_log。

TCC模式接口改造

       假设现有一个业务需要同时使用服务 A 和服务 B 完成一个事务操作，我们在服务 A 定义该服务的一个 TCC 接口：

public interface TccActionOne {@TwoPhaseBusinessAction(name = "prepare", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback")public boolean prepare(BusinessActionContext actionContext, @BusinessActionContextParameter(paramName = "a") String a);public boolean commit(BusinessActionContext actionContext);public boolean rollback(BusinessActionContext actionContext);
}

同样，在服务 B 定义该服务的一个 TCC 接口：

public interface TccActionTwo {@TwoPhaseBusinessAction(name = "prepare", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback")public void prepare(BusinessActionContext actionContext, @BusinessActionContextParameter(paramName = "b") String b);public void commit(BusinessActionContext actionContext);public void rollback(BusinessActionContext actionContext);
}

在业务所在系统中开启全局事务并执行服务 A 和服务 B 的 TCC 预留资源方法：

@GlobalTransactional
public String doTransactionCommit(){//服务A事务参与者tccActionOne.prepare(null,"one");//服务B事务参与者tccActionTwo.prepare(null,"two");
}

       TCC 模式同样使用 @GlobalTransactional 注解开启全局事务，而服务 A 和服务 B 的 TCC 接口为事务参与者，Seata 会把一个 TCC 接口当成一个 Resource，也叫 TCC Resource。

TCC如何控制异常

        在 TCC 模型执行的过程中，还可能会出现各种异常，其中最为常见的有空回滚、幂等、悬挂等。Seata 框架在 1.5.1 版本完美解决了这些问题。

如何处理空回滚

        空回滚指的是在一个分布式事务中，在没有调用参与方的 Try 方法的情况下，TM 驱动二阶段回滚调用了参与方的 Cancel 方法。

        要想防止空回滚，那么必须在 Cancel 方法中识别这是一个空回滚，Seata 的做法是新增一个 TCC 事务控制表，包含事务的 XID 和 BranchID 信息，在 Try 方法执行时插入一条记录，表示一阶段执行了，执行 Cancel 方法时读取这条记录，如果记录不存在，说明 Try 方法没有执行。

如何处理幂等

       幂等问题指的是 TC 重复进行二阶段提交，因此 Confirm/Cancel 接口需要支持幂等处理，即不会产生资源重复提交或者重复释放。

       防止幂等问题同样的也是在 TCC 事务控制表中增加一个记录状态的字段 status，该字段有 3 个值，分别为：

  1. tried：1
  2. committed：2
  3. rollbacked：3

       二阶段 Confirm/Cancel 方法执行后，将状态改为 committed 或 rollbacked 状态。当重复调用二阶段 Confirm/Cancel 方法时，判断事务状态即可解决幂等问题。

如何处理悬挂

       悬挂指的是二阶段 Cancel 方法比 一阶段 Try 方法优先执行，由于允许空回滚的原因，在执行完二阶段 Cancel 方法之后直接空回滚返回成功，此时全局事务已结束，但是由于 Try 方法随后执行，这就会造成一阶段 Try 方法预留的资源永远无法提交和释放了。

       解决悬挂问题在 TCC 事务控制表记录状态的字段 status 中增加一个状态：“suspended=4”，当执行二阶段 Cancel 方法时，如果发现 TCC 事务控制表有相关记录，说明二阶段 Cancel 方法优先一阶段 Try 方法执行，因此插入一条 status=4 状态的记录，当一阶段 Try 方法后面执行时，判断 status=4 ，则说明有二阶段 Cancel 已执行，并返回 false 以阻止一阶段 Try 方法执行成功。

Spring Cloud Alibaba整合Seata TCC

业务场景

用户下单，整个业务逻辑由三个微服务构成：

  • 库存服务：对给定的商品扣除库存数量。
  • 订单服务：根据采购需求创建订单。
  • 帐户服务：从用户帐户中扣除余额。

         

1) 环境准备

父pom指定微服务版本

Spring Cloud Alibaba Version

Spring Cloud Version

Spring Boot Version

Seata Version

2.2.8.RELEASE

Spring Cloud Hoxton.SR12

2.3.12.RELEASE

1.5.1

启动Seata Server(TC)端，Seata Server使用nacos作为配置中心和注册中心。

启动nacos服务。

2) 微服务导入seata依赖

spring-cloud-starter-alibaba-seata内部集成了seata，并实现了xid传递。

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

3）微服务application.yml中添加seata配置

seata:application-id: ${spring.application.name}# seata 服务分组，要与服务端配置service.vgroup_mapping的后缀对应tx-service-group: default_tx_groupregistry:# 指定nacos作为注册中心type: nacosnacos:application: seata-serverserver-addr: 127.0.0.1:8848namespace:group: SEATA_GROUPconfig:# 指定nacos作为配置中心type: nacosnacos:server-addr: 127.0.0.1:8848namespace: 7e838c12-8554-4231-82d5-6d93573ddf32group: SEATA_GROUPdata-id: seataServer.properties

注意：请确保client与server的注册中心和配置中心namespace和group一致。

4）定义TCC接口

TCC相关注解如下：

  • @LocalTCC 适用于SpringCloud+Feign模式下的TCC，@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便可。
  • @TwoPhaseBusinessAction 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指向提交方法，rollbackMethod指向事务回滚方法。指定好三个方法之后，seata会根据全局事务的成功或失败，去帮我们自动调用提交方法或者回滚方法。
  • @BusinessActionContextParameter 注解可以将参数传递到二阶段（commitMethod/rollbackMethod）的方法。
  • BusinessActionContext 便是指TCC事务上下文。
/*** 通过 @LocalTCC 这个注解，RM 初始化的时候会向 TC 注册一个分支事务。*/
@LocalTCC
public interface OrderService {/*** TCC的try方法：保存订单信息，状态为支付中** 定义两阶段提交，在try阶段通过@TwoPhaseBusinessAction注解定义了分支事务的 resourceId，commit和 cancel 方法*  name = 该tcc的bean名称,全局唯一*  commitMethod = commit 为二阶段确认方法*  rollbackMethod = rollback 为二阶段取消方法*  BusinessActionContextParameter注解 传递参数到二阶段中*  useTCCFence seata1.5.1的新特性，用于解决TCC幂等，悬挂，空回滚问题，需增加日志表tcc_fence_log*/@TwoPhaseBusinessAction(name = "prepareSaveOrder", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback", useTCCFence = true)Order prepareSaveOrder(OrderVo orderVo, @BusinessActionContextParameter(paramName = "orderId") Long orderId);/**** TCC的confirm方法：订单状态改为支付成功** 二阶段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 actionContext* @return*/boolean commit(BusinessActionContext actionContext);/*** TCC的cancel方法：订单状态改为支付失败* 二阶段取消方法可以另命名，但要保证与rollbackMethod一致** @param actionContext* @return*/boolean rollback(BusinessActionContext actionContext);
}/*** 通过 @LocalTCC 这个注解，RM 初始化的时候会向 TC 注册一个分支事务。*/
@LocalTCC
public interface StorageService {/*** Try: 库存-扣减数量，冻结库存+扣减数量** 定义两阶段提交，在try阶段通过@TwoPhaseBusinessAction注解定义了分支事务的 resourceId，commit和 cancel 方法*  name = 该tcc的bean名称,全局唯一*  commitMethod = commit 为二阶段确认方法*  rollbackMethod = rollback 为二阶段取消方法*  BusinessActionContextParameter注解 传递参数到二阶段中** @param commodityCode 商品编号* @param count 扣减数量* @return*/@TwoPhaseBusinessAction(name = "deduct", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback", useTCCFence = true)boolean deduct(@BusinessActionContextParameter(paramName = "commodityCode") String commodityCode,@BusinessActionContextParameter(paramName = "count") int count);/**** Confirm: 冻结库存-扣减数量* 二阶段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 actionContext* @return*/boolean commit(BusinessActionContext actionContext);/*** Cancel: 库存+扣减数量，冻结库存-扣减数量* 二阶段取消方法可以另命名，但要保证与rollbackMethod一致** @param actionContext* @return*/boolean rollback(BusinessActionContext actionContext);
}/*** 通过 @LocalTCC 这个注解，RM 初始化的时候会向 TC 注册一个分支事务。*/
@LocalTCC
public interface AccountService {/*** 用户账户扣款** 定义两阶段提交，在try阶段通过@TwoPhaseBusinessAction注解定义了分支事务的 resourceId，commit和 cancel 方法*  name = 该tcc的bean名称,全局唯一*  commitMethod = commit 为二阶段确认方法*  rollbackMethod = rollback 为二阶段取消方法** @param userId* @param money 从用户账户中扣除的金额* @return*/@TwoPhaseBusinessAction(name = "debit", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback", useTCCFence = true)boolean debit(@BusinessActionContextParameter(paramName = "userId") String userId,@BusinessActionContextParameter(paramName = "money") int money);/*** 提交事务，二阶段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 actionContext* @return*/boolean commit(BusinessActionContext actionContext);/*** 回滚事务，二阶段取消方法可以另命名，但要保证与rollbackMethod一致** @param actionContext* @return*/boolean rollback(BusinessActionContext actionContext);
}

5）微服务增加tcc_fence_log日志表（解决TCC 幂等、悬挂和空回滚问题）

# tcc_fence_log 建表语句如下（MySQL 语法）
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tcc_fence_log`
(`xid`           VARCHAR(128)  NOT NULL COMMENT 'global id',`branch_id`     BIGINT        NOT NULL COMMENT 'branch id',`action_name`   VARCHAR(64)   NOT NULL COMMENT 'action name',`status`        TINYINT       NOT NULL COMMENT 'status(tried:1;committed:2;rollbacked:3;suspended:4)',`gmt_create`    DATETIME(3)   NOT NULL COMMENT 'create time',`gmt_modified`  DATETIME(3)   NOT NULL COMMENT 'update time',PRIMARY KEY (`xid`, `branch_id`),KEY `idx_gmt_modified` (`gmt_modified`),KEY `idx_status` (`status`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

6） 在全局事务发起者中添加@GlobalTransactional注解

核心代码

@GlobalTransactional(name="createOrder",rollbackFor=Exception.class)
public Order saveOrder(OrderVo orderVo) {log.info("=============用户下单=================");log.info("当前 XID: {}", RootContext.getXID());//获取全局唯一订单号  测试使用Long orderId = UUIDGenerator.generateUUID();//阶段一： 创建订单Order order = orderService.prepareSaveOrder(orderVo,orderId);//扣减库存storageFeignService.deduct(orderVo.getCommodityCode(), orderVo.getCount());//扣减余额accountFeignService.debit(orderVo.getUserId(), orderVo.getMoney());return order;
}

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