本地事务与分布式事务

news2025/1/13 14:27:02

目录

一、本地事务

1、事务的基本性质

2、事务的隔离级别

3、事务的传播行为

4、SpringBoot 事务关键点

二、分布式事务

1、为什么有分布式事务

2、CAP 定理与 BASE 理论

3、分布式事务几种方案


一、本地事务

1、事务的基本性质

数据库事务的几个特性:原子性 (Atomicity ) 、一致性 ( Consistency ) 、隔离性或独立性 ( Isolation)
和持久性 (Durabilily) ,简称就是 ACID
  • 原子性:一系列的操作整体不可拆分,要么同时成功,要么同时失败
  • 一致性:数据在事务的前后,业务整体一致。
    • 转账。A:1000B:1000; 转 200   事务成功; A800  B:1200
  • 隔离性:事务之间互相隔离。
  • 持久性:一旦事务成功,数据一定会落盘在数据库。
在以往的单体应用中,我们多个业务操作使用同一条连接操作不同的数据表,一旦有异常,我们可以很容易的整体回滚;
Business :我们具体的业务代码
Storage :库存业务代码;扣库存
Order :订单业务代码;保存订单
Account :账号业务代码;减账户余额
比如买东西业务,扣库存,下订单,账户扣款,是一个整体;必须同时成功或者失败
一个事务开始,代表以下的所有操作都在同一个连接里面;

2、事务的隔离级别

READ UNCOMMITTED(读未提交)
该隔离级别的事务会读到其它未提交事务的数据,此现象也称之为脏读
READ COMMITTED(读已提交)
一个事务可以读取另一个已提交的事务,多次读取会造成不一样的结果,此现象称为不可重复读问题,Oracle SQL Server 的默认隔离级别。
REPEATABLE READ(可重复读)
该隔离级别是 MySQL 默认的隔离级别,在同一个事务里, select 的结果是事务开始时时间点的状态,因此,同样的 select 操作读到的结果会是一致的,但是,会有幻读现象。 MySQL的 InnoDB 引擎可以通过 next-key locks 机制(参考下文 " 行锁的算法 " 一节)来避免幻读。
SERIALIZABLE(序列化)
在该隔离级别下事务都是串行顺序执行的, MySQL 数据库的 InnoDB 引擎会给读操作隐式加一把读共享锁,从而避免了脏读、不可重读复读和幻读问题。

3、事务的传播行为

1 PROPAGATION_REQUIRED 如果当前没有事务,就创建一个新事务,如果当前存在事务,就加入该事务,该设置是最常用的设置。
2 PROPAGATION_SUPPORTS 支持当前事务,如果当前存在事务,就加入该事务,如果当前不存在事务,就以非事务执行。
3 PROPAGATION_MANDATORY 支持当前事务,如果当前存在事务,就加入该事务,如果当前不存在事务,就抛出异常。
4 PROPAGATION_REQUIRES_NEW 创建新事务,无论当前存不存在事务,都创建新事务。
5 PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 以非事务方式执行操作,如果当前存在事务,就把当前事务挂起。
6 PROPAGATION_NEVER 以非事务方式执行,如果当前存在事务,则抛出异常。
7 PROPAGATION_NESTED 如果当前存在事务,则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务, 则执行与 PROPAGATION_REQUIRED 类似的操作。

4SpringBoot 事务关键点

① 事务的自动配置
TransactionAutoConfiguration
② 事务的坑
在同一个类里面,编写两个方法,内部调用的时候,会导致事务设置失效。原因是没有用到 代理对象的缘故。
解决:
0 )、导入 spring-boot-starter-aop
1 )、 @EnableTransactionManagement(proxyTargetClass = true)
2 )、 @EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy=true)
3 )、 AopContext.currentProxy() 调用方法

二、分布式事务

1、为什么有分布式事务

分布式系统经常出现的异常
机器宕机、网络异常、消息丢失、消息乱序、数据错误、不可靠的 TCP 、存储数据丢失 ...

 

分布式事务是企业集成中的一个技术难点,也是每一个分布式系统架构中都会涉及到的一个东西,特别是在微服务架构中,几乎可以说是无法避免。

2CAP 定理与 BASE 理论

① CAP 定理
CAP 原则又称 CAP 定理,指的是在一个分布式系统中
  • 一致性(Consistency
在分布式系统中的所有数据备份,在同一时刻是否同样的值。(等同于所有节点访问同一份最新的数据副本)
  • 可用性(Availability
在集群中一部分节点故障后,集群整体是否还能响应客户端的读写请求。(对数据更新具备高可用性)
  • 分区容错性(Partition tolerance
大多数分布式系统都分布在多个子网络。每个子网络就叫做一个区( partition )。分区容错的意思是,区间通信可能失败。比如,一台服务器放在中国,另一台服务器放在美国,这就是两个区,它们之间可能无法通信。
CAP 原则指的是,这三个要素最多只能同时实现两点, 不可能三者兼顾
一般来说,分区容错无法避免,因此可以认为 CAP P 总是成立。 CAP 定理告诉我们, 剩下的 C A 无法同时做到。可以看看这篇文章,理解一下AP和CP: CAP里面的CP和AP_cap cp ap_若石之上的博客-CSDN博客一、为什么分布式系统要么是CP要么是AP呢?1、分布式系统:分布式系统是一个硬件或软件组件分布在不同的网络计算机上,彼此之间仅仅通过消息传递进行通信和协调的系统。2、从分布式系统的定义可知,分布式是建立在网络之上的,既然有网络,那么肯定会存在网络出现问题的情况,那意味着我们在设计分布式系统的时候,必须要考虑的一个点就是:如果网络出现了问题,那么我们的系统应该怎么做。3、分区:一个分..._cap cp aphttps://blog.csdn.net/duzm200542901104/article/details/105775134?spm=1001.2014.3001.5506
分布式系统中实现一致性的 raft 算法演示
http://thesecretlivesofdata.com/raft/

 

② 面临的问题
对于多数大型互联网应用的场景,主机众多、部署分散,而且现在的集群规模越来越大,所以节点故障、网络故障是常态,而且要保证服务可用性达到 99.99999% N 9 ),即保证P 和 A,舍弃 C
③ BASE 理论
是对 CAP 理论的延伸,思想是即使无法做到强一致性( CAP 的一致性就是强一致性),但可以采用适当的采取弱一致性,即最终一致性
BASE 是指
  • 基本可用(Basically Available
    • 基本可用是指分布式系统在出现故障的时候,允许损失部分可用性(例如响应时间、功能上的可用性),允许损失部分可用性。需要注意的是,基本可用绝不等价于系统不可用。
      • 响应时间上的损失:正常情况下搜索引擎需要在 0.5 秒之内返回给用户相应的查询结果,但由于出现故障(比如系统部分机房发生断电或断网故障),查询结果的响应时间增加到了 1~2 秒。
      • 功能上的损失:购物网站在购物高峰(如双十一)时,为了保护系统的稳定性,部分消费者可能会被引导到一个降级页面。
  • 软状态( Soft State
    • 软状态是指允许系统存在中间状态,而该中间状态不会影响系统整体可用性。分布式存储中一般一份数据会有多个副本,允许不同副本同步的延时就是软状态的体现。mysql replication 的异步复制也是一种体现。         
  • 最终一致性( Eventual Consistency
    • 最终一致性是指系统中的所有数据副本经过一定时间后,最终能够达到一致的状态。弱一致性和强一致性相反,最终一致性是弱一致性的一种特殊情况。
④ 强一致性、弱一致性、最终一致性
从客户端角度,多进程并发访问时,更新过的数据在不同进程如何获取的不同策略,决定了不同的一致性。对于关系型数据库,要求更新过的数据能被后续的访问都能看到,这是强一 致性 。如果能容忍后续的部分或者全部访问不到,则是 弱一致性 。如果经过一段时间后要求能访问到更新后的数据,则是最终一致性

3、分布式事务几种方案

① 2PC 模式
数据库支持的 2PC 2 phase commit 二阶提交】,又叫做 XA Transactions
MySQL 5.5 版本开始支持, SQL Server 2005 开始支持, Oracle 7 开始支持。
其中, XA 是一个两阶段提交协议,该协议分为以下两个阶段:
第一阶段:事务协调器要求每个涉及到事务的数据库预提交 (precommit) 此操作,并反映是
否可以提交 .
第二阶段:事务协调器要求每个数据库提交数据。
其中,如果有任何一个数据库否决此次提交,那么所有数据库都会被要求回滚它们在此事务中的那部分信息
  • XA 协议比较简单,而且一旦商业数据库实现了 XA 协议,使用分布式事务的成本也比较低。
  • XA 性能不理想,特别是在交易下单链路,往往并发量很高,XA 无法满足高并发场景
  • XA 目前在商业数据库支持的比较理想,mysql 数据库中支持的不太理想mysql 的XA 实现,没有记录 prepare 阶段日志,主备切换回导致主库与备库数据不一致。
  • 许多 nosql 也没有支持 XA,这让 XA 的应用场景变得非常狭隘。
  • 也有 3PC,引入了超时机制(无论协调者还是参与者,在向对方发送请求后,若长时间
  • 未收到回应则做出相应处理)
② 柔性事务 -TCC 事务补偿型方案
刚性事务:遵循 ACID 原则,强一致性。
柔性事务:遵循 BASE 理论,最终一致性;
与刚性事务不同,柔性事务允许一定时间内,不同节点的数据不一致,但要求最终一致。

 

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。
所谓 TCC 模式,是指支持把 自定义 的分支事务纳入到全局事务的管理中。

 

③ 柔性事务 - 最大努力通知型方案
按规律进行通知, 不保证数据一定能通知成功,但会提供可查询操作接口进行核对 。这种方案主要用在与第三方系统通讯时,比如:调用微信或支付宝支付后的支付结果通知。这种方案也是结合MQ 进行实现,例如:通过 MQ 发送 http 请求,设置最大通知次数。达到通知次数后即不再通知。
案例:银行通知、商户通知等(各大交易业务平台间的商户通知:多次通知、查询校对、对账文件),支付宝的支付成功异步回调
④ 柔性事务 - 可靠消息 + 最终一致性方案(异步确保型)
实现:业务处理服务在业务事务提交之前,向实时消息服务请求发送消息,实时消息服务只记录消息数据,而不是真正的发送。业务处理服务在业务事务提交之后,向实时消息服务确认发送。只有在得到确认发送指令后,实时消息服务才会真正发送。

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