Seata 2.x 系列【9】事务会话存储模式

news2024/12/22 22:30:40

有道无术，术尚可求，有术无道，止于术。

本系列Seata 版本 2.0.0

本系列Spring Boot 版本 3.2.0

本系列Spring Cloud 版本 2023.0.0

源码地址：https://gitee.com/pearl-organization/study-seata-demo

文章目录

    • 1. 概述
    • 2. 存储模式
      • 2.1 文件
      • 2.2 数据库
      • 2.3 Redis
      • 2.4 Raft
    • 3. 选型方案
      • 3.1 高可用
      • 3.2 一致性
      • 3.3 性能
      • 3.4 部署运维成本
      • 3.5 成熟度
      • 3.6 总结

1. 概述

TC（服务端）作为事务协调者，负责维护全局和分支事务的状态，驱动全局事务提交或回滚。在一次全局事务（分布式事务）会话中，TC需要维护一些会话数据（事务状态和记录），比如全局事务信息、分支事务信息、锁信息等。

TC端的作用是保证事务的二阶段被正确执行，这取决于事务记录的正确存储。为确保事务记录不丢失，需要在保持状态正确的前提下，驱动所有的RM执行正确的二阶段行为。

2. 存储模式

Seata服务端支持多种方式存储会话数据：

  • file：本地文件（不支持HA）
  • db：数据库（支持HA）
  • redis：缓存数据库（支持HA）
  • raft：服务端Raft算法实现（支持HA）

模式类型配置说明：

配置项描述备注版本说明
tore.mode存储方式file、db 、redis、raft1.5.1 版本改用 lock 和 session 分离存储，2.0.0 开始支持raft模式
store.lock.mode事务锁信息存储方式file、db、redis，配置为空时，取 store.mode 配置项值，raft 模式不允许单独指定1.5.1 版本新增，session 和 lock可分离存储
store.session.mode事务会话信息存储方式file、db、redis，配置为空时，取 store.mode 配置项值，raft 模式不允许单独指定1.5.1 版本新增，session 和lock可分离存储
store.publicKeydb 或 redis 存储密码解密公钥1.4.2 版本支持

在Nacos控制台配置中心seata.properties文件中，可以看到默认使用的是file存储模式：
在这里插入图片描述

2.1 文件

file模式将会话数据存储在本地文件，以顺序写的形式将事务信息存储到本地磁盘上。为了兼顾性能，默认采用异步方式，并将事务信息存储在内存中，确保内存和磁盘上的数据一致性。当TC意外宕机时，在重新启动时会从磁盘读取事务信息并恢复到内存中，以便继续运行事务上下文。

file模式速度快，但是无法实现会话共享，所以不支持集群模式。

file模式下配置说明：

配置项描述备注
store.file.dir存储文件夹名默认 sessionStore
store.file.maxBranchSessionSize分支 session 最大字节数默认 16384(16kb)，单位 byte
store.file.maxGlobalSessionSize全局 session 最大字节数默认 512b，单位 byte
store.file.fileWriteBufferCacheSize buffer 最大缓存大小默认 16384(16kb)，单位 byte，写入 session 等数据量大于该值时会抛出异常
store.file.flushDiskMode刷盘策略默认 async，可选 sync
store.file.sessionReloadReadSizeServer 节点重启后从备份文件中恢复的 session 或 lock key 上限个数默认100

配置文件内容如下：
在这里插入图片描述
可以看到，在执行全局事务后，会在seata\bin\file_store\data\8091文件夹下生成一个root.data文件：
在这里插入图片描述

2.2 数据库

db模式采用数据库存储会话信息，依赖于数据库，在数据库中进行事务信息的增删改查操作。一致性由数据库的本地事务保证，数据也由数据库负责持久化到磁盘。基于计算和存储分离的架构设计。

db模式支持mysql、oracle、db2、sqlserver、sybaee、h2、sqlite、access、postgresql、oceanbase等数据库。支持集群，但是需要同步数据结构，依赖数据库，性能也不太高。

将存储模式改为db：
在这里插入图片描述
db模式下配置说明：

配置项描述备注
store.db.datasource数据源类型支持dbcp、druid、hikari ，无默认值
store.db.dbType数据库类型mysql、oracle、db2、sqlserver、sybaee、h2、sqlite、access、postgresql、oceanbase，无默认值
store.db.driverClassName数据库驱动
store.db.url数据库 url在使用 mysql 作为数据源时，建议在连接参数中加上rewriteBatchedStatements=true(批量插入全局锁)
store.db.user数据库账户
store.db.password数据库账户密码
store.db.minConn数据库初始连接数默认 1
store.db.maxConn数据库最大连接数默认 20
store.db.maxWait获取连接时最大等待时间默认 5000，单位毫秒
store.db.globalTable全局事务表名 默认 global_table
store.db.branchTable分支事务表名默认 branch_table
store.db.lockTable全局锁表名 默认 lock_table
store.db.queryLimit查询全局事务一次的最大条数默认 100
store.db.distributedLockTableSever 端事务管理全局锁存储表名默认 distributed_lock，多 Sever 集群下保证同时只有一个 Sever 处理提交或回滚，1.5.1 版本新增

配置文件内容如下：
在这里插入图片描述
db模式下需要创建以下四张表：

  • global_table：全局事务表
  • branch_table：分支事务表
  • lock_table：全局锁表
  • distributed_lock：Sever事务管理全局锁存储表

在seata\script\server\db目录提供了相关脚本：
在这里插入图片描述
官网SQL脚本没有注释，最好使用作者提供的：

-- seata_server.branch_table definition

CREATE TABLE `branch_table` (
  `branch_id` bigint NOT NULL COMMENT '分支事务ID',
  `xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '全局事务唯一标识',
  `transaction_id` bigint DEFAULT NULL COMMENT '全局事务ID',
  `resource_group_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '资源分组ID',
  `resource_id` varchar(256) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '资源ID',
  `branch_type` varchar(8) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '事务模式',
  `status` tinyint DEFAULT NULL COMMENT '分支事务状态（io.seata.core.model.BranchStatus）',
  `client_id` varchar(64) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '客户端ID',
  `application_data` varchar(2000) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '应用数据',
  `gmt_create` datetime(6) DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime(6) DEFAULT NULL COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`branch_id`),
  KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT='分支事务会话表';

-- seata_server.global_table definition

CREATE TABLE `global_table` (
  `xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '全局事务的唯一标识（IP+事务ID）',
  `transaction_id` bigint DEFAULT NULL COMMENT '全局事务ID',
  `status` tinyint NOT NULL COMMENT '全局事务状态（io.seata.core.model.GlobalStatus）',
  `application_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '应用ID（TM服务名）',
  `transaction_service_group` varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '事务分组名',
  `transaction_name` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '开启事务类方法',
  `timeout` int DEFAULT NULL COMMENT '超时时间',
  `begin_time` bigint DEFAULT NULL COMMENT '开始时间',
  `application_data` varchar(2000) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '应用数据',
  `gmt_create` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime DEFAULT NULL COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`xid`),
  KEY `idx_status_gmt_modified` (`status`,`gmt_modified`),
  KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT='全局事务会话表';

-- seata_server.lock_table definition

CREATE TABLE `lock_table` (
  `row_key` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '行键',
  `xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '全局事务唯一标识',
  `transaction_id` bigint DEFAULT NULL COMMENT '全局事务ID',
  `branch_id` bigint NOT NULL COMMENT '分支ID',
  `resource_id` varchar(256) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '资源ID',
  `table_name` varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '表名',
  `pk` varchar(36) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL COMMENT '主键对应的值',
  `status` tinyint NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '0:locked ,1:rollbacking锁状态（0，已加锁；1，回滚中）',
  `gmt_create` datetime DEFAULT NULL COMMENT '创建时间',
  `gmt_modified` datetime DEFAULT NULL COMMENT '修改时间',
  PRIMARY KEY (`row_key`),
  KEY `idx_status` (`status`),
  KEY `idx_branch_id` (`branch_id`),
  KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT='全局锁信息表';

-- seata_server.distributed_lock definition

CREATE TABLE `distributed_lock` (
  `lock_key` char(20) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '锁键',
  `lock_value` varchar(20) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '锁值',
  `expire` bigint DEFAULT NULL COMMENT '过期时间',
  PRIMARY KEY (`lock_key`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT='Sever事务管理全局锁存储表';

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);

2.3 Redis

redis模式采用缓存数据库redis会话信息，是Seata 1.4 以后支持的新模式。和db 类似，也是一种事务存储方式，利用 Jedis 和 Lua 脚本来进行事务的增删改查操作，部分操作（如竞争锁）在 Seata 2.x 版本中全部采用了Lua脚本。也依赖于存储方Redis来保证数据的一致性。基于计算和存储分离的架构设计。

redis模式的优点是支持集群，效率较快， 无需要同步数据结构。

将存储模式改为redis：
在这里插入图片描述
db模式下配置说明：

配置项描述备注版本说明
store.redis.mode部署模式默认 single，可选 sentinel1.4.2 版本新增 sentinel 模式
store.redis.single.host主机地址单机模式下 redis 的 host，兼容 1.4.2 之前的版本，该配置为空时选取 store.redis.host 作为配置项1.4.2 版本新增
store.redis.single.port端口单机模式下 redis 的 port，兼容 1.4.2 之前的版本，该配置为空时选取 store.redis.port 作为配置项1.4.2 版本新增
store.redis.sentinel.masterNamesentinel 模式下 redis 的主库名称1.4.2 版本新增
store.redis.sentinel.sentinelHostssentinel 模式下 sentinel 的 host多 hosts 以逗号分隔1.4.2 版本新增
store.redis.host ip默认 127.0.0.11.4.2 版本弃用
store.redis.port端口默认 63791.4.2 版本弃用
store.redis.maxConn最大连接数默认 10
store.redis.minConn最小连接数默认 1
store.redis.database默认库默认 0
store.redis.password密码(无可不填)默认 null
store.redis.queryLimit一次查询最大条数默认 100
store.redis.type主要使用的方式： lua、pipplinepippline

2.4 Raft

Raft官网地址
Seata-Raft 存储模式详解及入门

Raft是一种用于分布式场景下的一致性算法，Seata 2.0开始支持，提供了存算一体的高性能易扩展，入门门槛低，运维成本低等特定的事务存储模式。

Seata-Raft模式的设计思路是通过封装无法高可用的file模式，利用Raft算法实现多个TC之间数据的同步。该模式保证了使用file模式时多个TC的数据一致性，同时将异步刷盘操作改为使用Raft日志和快照进行数据恢复。

注意：

  • 😶😶😶但是目前基于Raft模式的解决方案可能还不够成熟，生产环境切勿使用。😶😶😶
  • 🤫🤫🤫不支持与第三方注册中心搭配，故全链路只允许存在一个TC集群🤫🤫🤫

将存储模式改为raft：
在这里插入图片描述
raft模式下配置说明：

配置项描述备注版本说明
server.raft.group分组，client 的事务分组对应的值要与之对应，如 service.vgroup-mapping.default_tx_group=default默认default2.0.0 版本新增
server.raft.server-addr集群列表2.0.0 版本新增
server.raft.snapshot-interval间隔多久做一次内存快照，每做一次快照将暂停状态机，但是能提高停机恢复速度默认 600 秒2.0.0 版本新增
server.raft.apply-batch任务累积批次后提交至 leader默认 322.0.0 版本新增
server.raft.max-append-bufferSizeraft 日志存储缓冲区最大大小默认 256K 2.0.0 版本新增
server.raft.max-replicator-inflight-msgs在启用 pipeline 请求情况下，最大 in-flight 请求数默认 2562.0.0 版本新增
server.raft.disruptor-buffer-size内部 disruptor buffer 大小，如果是写入吞吐量较高场景，需要适当调高该值默认 163842.0.0 版本新增
server.raft.election-timeout-ms超过多久没有 leader 的心跳开始重选举默认 1000 毫秒2.0.0 版本新增
server.raft.reporter-enabledraft 自身的监控是否开启默认 false2.0.0 版本新增
server.raft.reporter-initial-delay监控输出间隔默认 60 秒2.0.0 版本新增
server.raft.serialization序列化方式，目前仅支持 jackson默认 jackson2.0.0 版本新增
server.raft.compressorraftlog 和 snapshot 的压缩方式，支持 gzip, zstd, lz4none2.0.0 版本新增
server.raft.syncraftlog 同步刷盘true2.0.0 版本新增

配置文件内容如下：
在这里插入图片描述
Seata服务端需要修改注册中心为file：

seata:
  config:
    # support: nacos, consul, apollo, zk, etcd3
    type: nacos# 该配置可以选择不同的配置中心
  registry:
    # support: nacos, eureka, redis, zk, consul, etcd3, sofa
    type: file # raft模式下不允许使用非file的其他注册中心
  store:
    # support: file 、 db 、 redis 、 raft
    mode: raft # 使用raft存储模式
    file:
      dir: sessionStore # 该路径为raftlog及事务相关日志的存储位置，默认是相对路径，最好设置一个固定的位置

Seata客户端事务分组对应的TC集群需要修改为和server.raft.group 一致，并修改注册中心类型为raft：
将tc集群改为server的raft group

seata:
   tx-service-group: default_tx_group
   service:
      vgroup-mapping:
         default_tx_group: 如果server.raft.group为default，那么此处便是default
   registry:
      type: raft
      raft:
         server-addr: 192.168.0.111:7091, 192.168.0.112:7091, 192.168.0.113:7091

3. 选型方案

Seata当前已经趋于成熟，性能、入门门槛、部署运维成本是未来发展的重点方向。

3.1 高可用

除了file模式外，db、redis、raft模式都支持高可用集群部署。

3.2 一致性

一致性排名如下（由高到低）：

  • raft：基于raft一致性算法
  • db：基于数据库事务
  • file：基于异步刷盘
  • redis：基于RDB 和 AOF持久化

3.3 性能

性能排名如下（由高到低）：

  • file：基于直接内存
  • redis：基于内存数据库
  • raft：基于raft
  • db：基于数据库

3.4 部署运维成本

部署运维成本排名如下（由高到低）：

  • file：默认方式，直接部署即可
  • raft：只需修改配置，无需注册中心
  • redis：依赖于内存数据库，生产环境需要部署注册中心
  • db：基于数据库，需要同步数据接口，生产环境主要部署注册中心

3.5 成熟度

除了新出的raft模式，其他的基本已经很成熟，生产可用。

3.6 总结

raft模式是最理想的方案，但是当前并不成熟，所以不用考虑。

file模式简单易用，但是只支持单机模式部署，生产环境不考虑。

redis和db模式都支持集群部署，redis更易使用，且性能更高，所以推荐redis模式。

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