分布式事务Seata学习笔记

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1.Seata 是什么

 2. Seata快速开始

2.1 Seata ServerTC环境搭建

db存储模式+Nacos(注册&配置中心)部署  

3. Seata Client快速开始 

4.demo源码:springcloudAlibaba: Alibaba微服务学习demo 


1.Seata 是什么

Seata 是一款开源的分布式事务解决方案致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。Seata 将为用户提供了 AT、TCC、SAGA 和  XA 事务模式为用户打造一站式的分布式解决方案。AT模式是阿里首推的模式,阿里云上有商用版本的GTSGlobal Transaction  Service 全局事务服务
官网 https://seata.io/zh-cn/index.html
源码:  https://github.com/seata/seata
官方Demo https://github.com/seata/seata-samples
1.1 Seata的三大角色
在 Seata 的架构中一共有三个角色
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。
其中TC 为单独部署的 Server 服务端TM 和 RM 为嵌入到应用中的 Client 客户端。
在 Seata 中一个分布式事务的生命周期如下
1.TM 请求 TC 开启一个全局事务。TC 会生成一个 XID 作为该全局事务的编号。XID会在微服务的调用链路中传播保证将多个微服务
的子事务关联在一起。
当一进入事务方法中就会生成 XID    global_table  就是存储的全局事务信息 
2.RM 请求 TC 将本地事务注册为全局事务的分支事务通过全局事务的 XID 进行关联。
当运行数据库操作方法branch_table 存储事务参与者
3.TM 请求 TC 告诉 XID 对应的全局事务是进行提交还是回滚。
4.TC 驱动 RM 们将 XID 对应的自己的本地事务进行提交还是回滚。
1.2 设计思路
AT模式的核心是对业务无侵入是一种改进后的两阶段提交其设计思路如图
第一阶段
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。核心在于对业务sql进行解析转换成undolog并同时 入库这是怎么做的呢先抛出一个概念 DataSourceProxy 代理数据源通过名字大家大概也能基本猜到是什么个操作后面做具体分析
参考官方文档  https://seata.io/zh-cn/docs/dev/mode/at-mode.html

 

第二阶段
分布式事务操作成功则TC通知RM异步删除undolog

分布式事务操作失败TM向TC发送回滚请求RM 收到协调器TC发来的回滚请求通过 XID 和 Branch ID 找到相应的回滚日志记录通过回滚记录生成反向的更新 SQL 并执行以完成分支的回滚。

整体执行流程

1.3 设计亮点
相比与其它分布式事务框架Seata架构的亮点主要有几个:
1. 应用层基于SQL解析实现了自动补偿从而最大程度的降低业务侵入性
2. 将分布式事务中TC事务协调者独立部署负责事务的注册、回滚
3. 通过全局锁实现了写隔离与读隔离。
1.4 存在的问题
  • 性能损耗
一条Update的SQL则需要全局事务xid获取与TC通讯、before image解析SQL查询一次数据库、after image查询一 次数据库、insert undo log写一次数据库、before commit与TC通讯判断锁冲突这些操作都需要一次远程通讯RPC而 且是同步的。另外undo log写入时blob字段的插入性能也是不高的。每条写SQL都会增加这么多开销,粗略估计会增加5倍响应时间。
  • 性价比
为了进行自动补偿需要对所有交易生成前后镜像并持久化可是在实际业务场景下这个是成功率有多高或者说分布式事务失败 需要回滚的有多少比率按照二八原则预估为了20%的交易回滚需要将80%的成功交易的响应时间增加5倍这样的代价相比于让应用开发一个补偿交易是否是值得
  • 全局锁热点数据
相比XASeata 虽然在一阶段成功后会释放数据库锁但一阶段在commit前全局锁的判定也拉长了对数据锁的占有时间这个开销 比XA的prepare低多少需要根据实际业务场景进行测试。全局锁的引入实现了隔离性但带来的问题就是阻塞降低并发性尤其是热点 数据这个问题会更加严重。
  • 回滚锁释放时间
Seata在回滚时需要先删除各节点的undo log然后才能释放TC内存中的锁所以如果第二阶段是回滚释放锁的时间会更长。
  • 死锁问题
Seata的引入全局锁会额外增加死锁的风险但如果出现死锁会不断进行重试最后靠等待全局锁超时这种方式并不优雅也延 长了对数据库锁的占有时间。

 2. Seata快速开始

2.1 Seata ServerTC环境搭建

https://seata.io/zh-cn/docs/ops/deploy-guide-beginner.html
步骤一下载安装包
https://github.com/seata/seata/releases
下载对应版本对应操作系统的解压即可。

 步骤二配置

Server端存储模式store.mode支持三种

file(默认)单机模式全局事务会话信息内存中读写并持久化本地文件root.data性能较高(默认
db 5.7+ 高可用模式 全局事务会话信息通过db共享相应性能差些
打开config/file.conf  
修改mode="db"
修改数据库连接信息URL\USERNAME\PASSWORD)


## transaction log store, only used in seata-server
store {
  ## store mode: file、db、redis
  mode = "db"

  ## database store property
  db {
    ## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp)/HikariDataSource(hikari) etc.
    datasource = "druid"
    ## mysql/oracle/postgresql/h2/oceanbase etc.
    dbType = "mysql"
    driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver"
    url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata_server"
    user = "root"
    password = "root"
    minConn = 5
    maxConn = 30
    globalTable = "global_table"
    branchTable = "branch_table"
    lockTable = "lock_table"
    queryLimit = 100
    maxWait = 5000
  }
}

创建数据库seata_server

新建表可以去seata提供的资源信息中下载
\script\server\db\mysql.sq

-- -------------------------------- The script used when storeMode is 'db' --------------------------------
-- the table to store GlobalSession data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `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_status_gmt_modified` (`status` , `gmt_modified`),
    KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

-- the table to store BranchSession data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `branch_table`
(
    `branch_id`         BIGINT       NOT NULL,
    `xid`               VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`    BIGINT,
    `resource_group_id` VARCHAR(32),
    `resource_id`       VARCHAR(256),
    `branch_type`       VARCHAR(8),
    `status`            TINYINT,
    `client_id`         VARCHAR(64),
    `application_data`  VARCHAR(2000),
    `gmt_create`        DATETIME(6),
    `gmt_modified`      DATETIME(6),
    PRIMARY KEY (`branch_id`),
    KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

-- the table to store lock data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
(
    `row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,
    `xid`            VARCHAR(128),
    `transaction_id` BIGINT,
    `branch_id`      BIGINT       NOT NULL,
    `resource_id`    VARCHAR(256),
    `table_name`     VARCHAR(32),
    `pk`             VARCHAR(36),
    `status`         TINYINT      NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '0:locked ,1:rollbacking',
    `gmt_create`     DATETIME,
    `gmt_modified`   DATETIME,
    PRIMARY KEY (`row_key`),
    KEY `idx_status` (`status`),
    KEY `idx_branch_id` (`branch_id`),
    KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `distributed_lock`
(
    `lock_key`       CHAR(20) NOT NULL,
    `lock_value`     VARCHAR(20) NOT NULL,
    `expire`         BIGINT,
    primary key (`lock_key`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('AsyncCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryRollbacking', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('TxTimeoutCheck', ' ', 0);
注意
redisSeata-Server 1.3及以上版本支持,性能较高,存在事务信息丢失风险,请提前配置适合当前场景的redis持久化配置
资源目录 https://github.com/seata/seata/tree/1.3.0/script
client
存放client端sql脚本参数配置
config-center
各个配置中心参数导入脚本config.txt(包含server和client原名nacos-config.txt)为通用参数文件
server
server端数据库脚本及各个容器配置

db存储模式+Nacos(注册&配置中心)部署  

步骤三配置Nacos注册中心    负责事务参与者微服务 和TC通信
将Seata Server注册到Nacos修改conf目录下的registry.conf配置
registry {
  # file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
  type = "nacos"

  nacos {
    application = "seata-server"
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    group = "SEATA_GROUP"
    namespace = ""
    cluster = "default"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
}

config {
  # file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3
  type = "nacos"

  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    namespace = ""
    group = "SEATA_GROUP"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
}
步骤四配置Nacos配置中心
步骤三中截图已经包含本步骤。
注意如果配置了seata server使用nacos作为配置中心则配置信息会从nacos读取file.conf可以不用配置。 客户端配置registry.conf 使用nacos时也要注意group要和seata server中的group一致默认group是"DEFAULT_GROUP"

 步骤五配置参数同步到Nacos  

获取/seata/script/config-center/config.txt修改配置信息
精简配置:
service.vgroupMapping.my_test_tx_group=default
service.default.grouplist=127.0.0.1:8091
service.enableDegrade=false
service.disableGlobalTransaction=false
store.mode=db
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?useUnicode=true
store.db.user=root
store.db.password=root
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000
配置事务分组 要与客户端配置的事务分组一致my_test_tx_group需要与客户端保持一致  default需要跟客户端和registry.conf中registry中的cluster保持一致 客户端properties配置spring.cloud.alibaba.seata.tx‐service‐group=my_test_tx_group
事务分组异地机房停电容错机制
my_test_tx_group 可以自定义  比如guangzhou、shanghai...  对应的client也要去设置
seata . service . vgroup mapping . projectA = guangzhou default   必须要等于 registry.confi  cluster = "default"

运行nacos-config.sh脚本将配置信息同步到nacos如果nacos开启认证模式则需要在执行脚本时加上用户名和密码-u 用户名 -w 密码。

sh ${SEATAPATH}/script/config‐center/nacos/nacos‐config.sh ‐h localhost ‐p 8848 ‐g SEATA_GROUP ‐t 5a3c7d6c‐f497‐
4d68‐a71a‐2e5e3340b3ca
参数说明
-h: host默认值 localhost
-p: port默认值 8848
-g: 配置分组默认值为 'SEATA_GROUP'
-t: 租户信息对应 Nacos 的命名空间ID字段, 默认值为空 ''

执行成功后在nacos控制台可以看到

步骤六启动Seata Server
源码启动: 执行server模块下io.seata.server.Server.java的main方法
命令启动: bin/ seata-server.sh  -h 127.0.0.1 -p 8091 -m db -n 1 -e test

 

 启动Seata Server,启动成功默认端口8091

bin/seata‐server.sh ‐p 8091 ‐n 1

 在注册中心中可以查看到seata-server注册成功

3. Seata Client快速开始 

声明式事务实现@GlobalTransactional
接入微服务应用
业务场景
用户下单整个业务逻辑由三个微服务构成
订单服务根据采购需求创建订单。         
库存服务对给定的商品扣除库存数量。 

1启动Seata server端Seata server使用nacos作为配置中心和注册中心上一步已完成
2配置微服务整合seata
第一步添加pom依赖
    <dependencies>
        <!--nacos注册发现依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>

        <!--        openfeig 远程调用-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>

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

    </dependencies>
第二步 各微服务对应数据库中添加undo_log表

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,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
第三步修改register.conf,配置nacos作为registry.type&config.type对应seata server也使用nacos
注意需要指定group = "SEATA_GROUP"因为Seata Server端指定了group = "SEATA_GROUP" 必须保证一致
如果出现问题
一般大多数情况下都是因为配置不匹配导致的
1.检查现在使用的seata服务和项目maven中seata的版本是否一致
2.检查tx-service-groupnacos.clusternacos.group参数是否和Seata Server中的配置一致

第四步修改application.yml配置用到seata的模块都需要配置

# 数据源
spring:
  datasource:
    username: root
    password: root
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata_order?characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone=UTC&
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource

    #初始化时运行sql脚本
    schema: classpath:sql/schema.sql
    initialization-mode: never
  application:
    name: alibaba-order-seata
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
        username: nacos
        password: nacos
    alibaba:
      seata:
        tx-service-group: my_test_tx_group
#设置mybatis
mybatis:
  mapper-locations: classpath:com/tulingxueyuan/order/mapper/*Mapper.xml
  #config-location: classpath:mybatis-config.xml
  typeAliasesPackage: com.tulingxueyuan.order.pojo
  configuration:
    mapUnderscoreToCamelCase: true
server:
  port: 8070
seata:
  registry:
    # 配置seata的注册中心 告诉seata client 怎么去访问seata server(TC)
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848 #seata-server所在的naocs服务地址
      application: seata-server  #seata-server服务名默认seata-server
      password: nacos
      username: nacos
      group: SEATA_GROUP #默认SEATA_GROUP
  config:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848 #seata-server
      username: nacos
      password: nacos
      group: SEATA_GROUP

注意配置seata 服务事务分组要与服务端nacos配置中心中service.vgroup_mapping的后缀对应

第四步微服务发起者TM 方需要添加@GlobalTransactional注解

 

测试
分布式事务成功模拟正常下单、扣库存扣余额
分布式事务失败模拟下单扣库存成功、扣余额失败事务是否回滚

4.demo源码:springcloudAlibaba: Alibaba微服务学习demo 

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