springCloudAlibaba集成seata实战（分布式事物详解）

一、分布式事务

1. 事务介绍

1.1 基础概念

事务：保证我们多个数据库操作的原子性，多个操作要么都成功要么都不成功

事务ACID原则

A（Atomic）原子性：构成事务的所有操作，要么都执行完成，要么全部不执行，不可能出现部分成功部分失败的情况。

C（Consistency）一致性：在事务执行前后，数据库的一致性约束没有被破坏。
比如：张三向李四转100元，转账前和转账后的数据是正确状态这叫一致性，如果出现张三转出100元，李四账户没有增加100元这就出现了数据错误，就没有达到一致性。

I（Isolation）隔离性：数据库中的事务一般都是并发的，隔离性是指并发的两个事务的执行互不干扰，一个事务不能看到其他事务运行过程的中间状态。通过配置事务隔离级别可以避脏读、重复读等问题。

D（Durability）：持久性，事务完成之后，该事务对数据的更改会被持久化到数据库，且不会被回滚。

在这里插入图片描述

1.2 事务分类

本地事务：同一数据库和服务器，称为本地事务在计算机系统中，更多的是通过关系型数据库来控制事务，这是利用数据库本身的事务特性来实现的，因此叫数据库事务，由于应用主要靠关系数据库来控制事务，而数据库通常和应用在同一个服务器，所以基于关系型数据库的事务又被称为本地事务。
分布式事务：
分布式事务指事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器分别位于不同的分布式系统的不同节点之上，且属于不同的应用，分布式事务需要保证这些操作要么全部成功，要么全部失败。本质上来说，分布式事务就是为了保证不同数据库的数据一致性。
举例：
分布式系统会把一个应用系统拆分为可独立部署的多个服务，因此需要服务与服务之间远程协作才能完成事务操作，这种分布式系统环境下由不同的服务之间通过网络远程协作完成事务称之为分布式事务，例如用户注册送积分事务、创建订单减库存事务，银行转账事务等都是分布式事务。

在这里插入图片描述

通过以上的图中我们可以看出，其实只要涉及到操作多个数据源，就可能会产生事务问题，当然在实际开发中我们要尽量避免这种问题的出现，当然如果避免不了，我们就需要进行解决，在我们的微服务系统架构中，目前比较好，比较常用的解决方案就是Seata。

2.分布式事务概念

随着互联化的蔓延，各种项目都逐渐向分布式服务做转换。如今微服务已经普遍存在，本地事务已经无法满足分布式的要求，由此分布式事务问题诞生。分布式事务被称为世界性的难题，目前分布式事务存在两大理论依据：CAP定律 BASE理论。

CAP定律

这个定理的内容是指的是在一个分布式系统中、Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性），三者不可得兼。

一致性（C）

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（A）

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（P）

以实际效果而言，分区相当于对通信的时限要求。系统如果不能在时限内达成数据一致性，就意味着发生了分区的情况，必须就当前操作在C和A之间做出选择

CAP是无法同时存在的，一下通过这个例子来说明

在这里插入图片描述

当库存服务减库存以后，那么需要将数据同步到其他的服务上，这是为了保证数据一致性C，但是网络是不可靠的，所以我们系统就需要保证分区容错性P，也就是我们必须容忍网络所带来的的一些问题，此时如果我们想保证C那么就需要舍弃A，也就是说我们在保证C的情况下，就必须舍弃A，也就是CP无法保证高可用。
如果为了保证A，高可用的情况下，也就是必须在限定时间内给出响应，同样由于网络不可靠P，订单服务就有可能无法拿到新的数据，但是也要给用户作出响应，那么也就无法保证C一致性。所以AP是无法保证强一致性的。
如果我们想保证CA，也就是高可用和一致性，也就是必须保证网络良好才能实现，那么也就是说我们需要将库存、订单、用户放到一起，但是这种情况也就丧失了P这个保证，这个时候系统也就不是分布式系统了。
总结：在分布式系统中，p是必然的存在的，所以我们只能在C和A之间进行取舍，在这种条件下就诞生了BASE理论

BASE理论

BASE是Basically Available（基本可用）、Soft state（软状态）和 Eventually consistent（最终一致性）三个短语的缩写。BASE理论是对CAP中一致性和可用性权衡的结果，其来源于对大规模互联网系统分布式实践的总结，是基于CAP定理逐步演化而来的。BASE理论的核心思想是：即使无法做到强一致性，但每个应用都可以根据自身业务特点，采用适当的方式来使系统达到最终一致性。

基本可用

基本可用是指分布式系统在出现不可预知故障的时候，允许损失部分可用性—-注意，这绝不等价于系统不可用。比如：

（1）响应时间上的损失。正常情况下，一个在线搜索引擎需要在0.5秒之内返回给用户相应的查询结果，但由于出现故障，查询结果的响应时间增加了1~2秒

（2）系统功能上的损失：正常情况下，在一个电子商务网站上进行购物的时候，消费者几乎能够顺利完成每一笔订单，但是在一些节日大促购物高峰的时候，由于消费者的购物行为激增，为了保护购物系统的稳定性，部分消费者可能会被引导到一个降级页面
软状态

软状态指允许系统中的数据存在中间状态，并认为该中间状态的存在不会影响系统的整体可用性，即允许系统在不同节点的数据副本之间进行数据同步的过程存在延时
最终一致性

最终一致性强调的是所有的数据副本，在经过一段时间的同步之后，最终都能够达到一个一致的状态。因此，最终一致性的本质是需要系统保证最终数据能够达到一致，而不需要实时保证系统数据的强一致性。

那这个位置我们依旧可以用我们刚才的例子来进行说明

基本可用：保证核心服务是可以使用的，至于其他的服务可以适当的降低响应时间，甚至是服务降级

在这里插入图片描述

软状态：存在中间状态，不影响整体系统使用，数据同步存在延时

在这里插入图片描述

最终一致性：再过了流量高峰期以后，经过一段时间的同步，保持各服务数据的一致

在这里插入图片描述

3.分布式事务解决方案

https://www.processon.com/view/link/62a1ddce0791293ad1a552c0

3.1 两阶段提交（2PC）

2PC即两阶段提交协议，是将整个事务流程分为两个阶段:

准备阶段（Prepare phase）
提交阶段（commit phase）

2是指两个阶段，P是指准备阶段，C是指提交阶段。

在这里插入图片描述

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。

目前主流数据库均支持2PC【2 Phase Commit】

XA 是一个两阶段提交协议，又叫做 XA Transactions。

MySQL从5.5版本开始支持，SQL Server 2005 开始支持，Oracle 7 开始支持。

总的来说，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。但是，XA也有致命的缺点，那就是性能不理想，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。

两阶段提交涉及多次节点间的网络通信，通信时间太长！
事务时间相对于变长了，锁定的资源的时间也变长了，造成资源等待时间也增加好多。
XA目前在商业数据库支持的比较理想，在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，主备切换会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。

3.2 TCC补偿式事务

TCC 是一种编程式分布式事务解决方案。

TCC 其实就是采用的补偿机制，其核心思想是：针对每个操作，都要注册一个与其对应的确认和补偿（撤销）操作。TCC模式要求从服务提供三个接口：Try、Confirm、Cancel。

Try：主要是对业务系统做检测及资源预留
Confirm：真正执行业务，不作任何业务检查；只使用Try阶段预留的业务资源；Confirm操作满足幂等性。
Cancel：释放Try阶段预留的业务资源；Cancel操作满足幂等性。

整个TCC业务分成两个阶段完成：

在这里插入图片描述

第一阶段：

主业务服务分别调用所有从业务的try操作，并在活动管理器中登记所有从业务服务。当所有从业务服务的try操作都调用成功或者某个从业务服务的try操作失败，进入第二阶段。

第二阶段：

活动管理器根据第一阶段的执行结果来执行confirm或cancel操作。如果第一阶段所有try操作都成功，则活动管理器调用所有从业务活动的confirm操作。否则调用所有从业务服务的cancel操作。

举个例子，假如 Bob 要向 Smith 转账100元，思路大概是：

我们有一个本地方法，里面依次调用

首先在 Try 阶段，要先检查Bob的钱是否充足，并把这100元锁住，Smith账户也冻结起来。
在 Confirm 阶段，执行远程调用的转账的操作，转账成功进行解冻。
如果第2步执行成功，那么转账成功，如果第二步执行失败，则调用远程冻结接口对应的解冻方法 (Cancel)。

缺点：

Canfirm和Cancel的幂等性很难保证。
这种方式缺点比较多，通常在复杂场景下是不推荐使用的，除非是非常简单的场景，非常容易提供回滚Cancel，而且依赖的服务也非常少的情况。
这种实现方式会造成代码量庞大，耦合性高。而且非常有局限性，因为有很多的业务是无法很简单的实现回滚的，如果串行的服务很多，回滚的成本实在太高。

不少大公司里，其实都是自己研发 TCC 分布式事务框架的，专门在公司内部使用。国内开源出去的：ByteTCC，TCC-transaction，Himly。

3.3 消息事务+最终一致性

基于消息中间件的两阶段提交往往用在高并发场景下，将一个分布式事务拆成一个消息事务（A系统的本地操作+发消息）+B系统的本地操作，其中B系统的操作由消息驱动，只要消息事务成功，那么A操作一定成功，消息也一定发出来了，这时候B会收到消息去执行本地操作，如果本地操作失败，消息会重投，直到B操作成功，这样就变相地实现了A与B的分布式事务。

在这里插入图片描述

虽然上面的方案能够完成A和B的操作，但是A和B并不是严格一致的，而是最终一致的，我们在这里牺牲了一致性，换来了性能的大幅度提升。当然，这种玩法也是有风险的，如果B一直执行不成功，那么一致性会被破坏，具体要不要玩，还是得看业务能够承担多少风险。

适用于高并发最终一致

低并发基本一致：二阶段提交

高并发强一致：没有解决方案

二、Seata

1.Seata简介

官网：https://seata.io/zh-cn/docs/overview/what-is-seata.html

概念：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、和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。

在这里插入图片描述

在我们的微服务系统中，对应业务被对应的拆分成独立模块，在官方提供的架构图中，我们可以看出当前是三个服务：

仓储服务：对给定的商品进行增删操作记录数量
订单服务：根据采购者的需求创建订单
账户服务：从用户账户中扣除余额、积分等

在这套架构中，用户下单购买商品的业务，就需要三个服务来完成，每个服务内部的数据一致性由本地事务来保证，但是全局的数据一致性问题就没办法保证，Seata就是来进行解决这种问题的解决方案。

2.Seata概念讲解

要了解Seata，首先我们要了解一下Seata的几个关键的概念：

- 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。
在这里插入图片描述

3. 服务安装

3.1 Seata-Server下载

官方下载地址：https://github.com/seata/seata/releases

在这里插入图片描述

下载完成之后需要解压
在这里插入图片描述

3.2 Seata-Server配置

1.需要打开conf目录

在这里插入图片描述

2.先配置registry.conf配置文件，修改Seata的注册中心和配置中心为Nacos

注册中心
在这里插入图片描述
配置中心

在这里插入图片描述

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 = ""
    password = ""
  }
  eureka {
    serviceUrl = "http://localhost:8761/eureka"
    application = "default"
    weight = "1"
  }
  redis {
    serverAddr = "localhost:6379"
    db = 0
    password = ""
    cluster = "default"
    timeout = 0
  }
  zk {
    cluster = "default"
    serverAddr = "127.0.0.1:2181"
    sessionTimeout = 6000
    connectTimeout = 2000
    username = ""
    password = ""
  }
  consul {
    cluster = "default"
    serverAddr = "127.0.0.1:8500"
    aclToken = ""
  }
  etcd3 {
    cluster = "default"
    serverAddr = "http://localhost:2379"
  }
  sofa {
    serverAddr = "127.0.0.1:9603"
    application = "default"
    region = "DEFAULT_ZONE"
    datacenter = "DefaultDataCenter"
    cluster = "default"
    group = "SEATA_GROUP"
    addressWaitTime = "3000"
  }
  file {
    name = "file.conf"
  }
}

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

  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    namespace = ""
    group = "SEATA_GROUP"
    username = ""
    password = ""
    dataId = "seataServer.properties"
  }
  consul {
    serverAddr = "127.0.0.1:8500"
    aclToken = ""
  }
  apollo {
    appId = "seata-server"
    ## apolloConfigService will cover apolloMeta
    apolloMeta = "http://192.168.1.204:8801"
    apolloConfigService = "http://192.168.1.204:8080"
    namespace = "application"
    apolloAccesskeySecret = ""
    cluster = "seata"
  }
  zk {
    serverAddr = "127.0.0.1:2181"
    sessionTimeout = 6000
    connectTimeout = 2000
    username = ""
    password = ""
    nodePath = "/seata/seata.properties"
  }
  etcd3 {
    serverAddr = "http://localhost:2379"
  }
  file {
    name = "file.conf"
  }
}

3.接着我们需要修改Seata的存储模式，修改file.conf文件，把Seata的默认存储模式修改为数据库"DB"，同时需要配置JDBC

Server端存储模式（store.mode）支持三种：

file：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：高可用模式，全局事务会话信息通过DB共享，相对性能差一些
redis：Seata-Server1.3及以上版本支持，性能较高，存在事务信息丢失风险，需要配合实际场景使用。

在这里插入图片描述

## transaction log store, only used in seata-server
store {
  ## store mode: file、db、redis
  mode = "db"
  ## rsa decryption public key
  publicKey = ""
  ## file store property
  file {
    ## store location dir
    dir = "sessionStore"
    # branch session size , if exceeded first try compress lockkey, still exceeded throws exceptions
    maxBranchSessionSize = 16384
    # globe session size , if exceeded throws exceptions
    maxGlobalSessionSize = 512
    # file buffer size , if exceeded allocate new buffer
    fileWriteBufferCacheSize = 16384
    # when recover batch read size
    sessionReloadReadSize = 100
    # async, sync
    flushDiskMode = async
  }

  ## 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"
    ## if using mysql to store the data, recommend add rewriteBatchedStatements=true in jdbc connection param
    url = "jdbc:mysql://localhost:3306/seata?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8"
    user = "root"
    password = "root"
    minConn = 5
    maxConn = 100
    globalTable = "global_table"
    branchTable = "branch_table"
    lockTable = "lock_table"
    queryLimit = 100
    maxWait = 5000
  }

  ## redis store property
  redis {
    ## redis mode: single、sentinel
    mode = "single"
    ## single mode property
    single {
      host = "127.0.0.1"
      port = "6379"
    }
    ## sentinel mode property
    sentinel {
      masterName = ""
      ## such as "10.28.235.65:26379,10.28.235.65:26380,10.28.235.65:26381"
      sentinelHosts = ""
    }
    password = ""
    database = "0"
    minConn = 1
    maxConn = 10
    maxTotal = 100
    queryLimit = 100
  }
}

建表语句地址：https://github.com/seata/seata/blob/develop/script/server/db/mysql.sql

global_table:全局事务会话表
branch_table:分支事务会话表
lock_table:锁数据表

-- 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_gmt_modified_status` (`gmt_modified`, `status`),
    KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8;

-- 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 = utf8;

-- 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`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8;`

3.3 启动

启动步骤为，先启动nacos然后在启动Seata-Server

启动Seata-Server的方式非常简单，直接双击此文件即可:seata-server-1.4.2\bin\seata-server.bat

在这里插入图片描述
启动完成效果

在这里插入图片描述
然后在nacos控制台上就可以看到Seata-Server

在这里插入图片描述

3.4 配置信息

在Nacos配置中心中创建对应的配置信息seataServer.properties
在这里插入图片描述
注意修改数据库地址

#For details about configuration items, see https://seata.io/zh-cn/docs/user/configurations.html
#Transport configuration, for client and server
transport.type=TCP
transport.server=NIO
transport.heartbeat=true
transport.enableTmClientBatchSendRequest=false
transport.enableRmClientBatchSendRequest=true
transport.enableTcServerBatchSendResponse=false
transport.rpcRmRequestTimeout=30000
transport.rpcTmRequestTimeout=30000
transport.rpcTcRequestTimeout=30000
transport.threadFactory.bossThreadPrefix=NettyBoss
transport.threadFactory.workerThreadPrefix=NettyServerNIOWorker
transport.threadFactory.serverExecutorThreadPrefix=NettyServerBizHandler
transport.threadFactory.shareBossWorker=false
transport.threadFactory.clientSelectorThreadPrefix=NettyClientSelector
transport.threadFactory.clientSelectorThreadSize=1
transport.threadFactory.clientWorkerThreadPrefix=NettyClientWorkerThread
transport.threadFactory.bossThreadSize=1
transport.threadFactory.workerThreadSize=default
transport.shutdown.wait=3
transport.serialization=seata
transport.compressor=none

#Transaction routing rules configuration, only for the client
service.vgroupMapping.default_tx_group=default


#Transaction rule configuration, only for the client
client.rm.asyncCommitBufferLimit=10000
client.rm.lock.retryInterval=10
client.rm.lock.retryTimes=30
client.rm.lock.retryPolicyBranchRollbackOnConflict=true
client.rm.reportRetryCount=5
client.rm.tableMetaCheckEnable=true
client.rm.tableMetaCheckerInterval=60000
client.rm.sqlParserType=druid
client.rm.reportSuccessEnable=false
client.rm.sagaBranchRegisterEnable=false
client.rm.sagaJsonParser=fastjson
client.rm.tccActionInterceptorOrder=-2147482648
client.tm.commitRetryCount=5
client.tm.rollbackRetryCount=5
client.tm.defaultGlobalTransactionTimeout=60000
client.tm.degradeCheck=false
client.tm.degradeCheckAllowTimes=10
client.tm.degradeCheckPeriod=2000
client.tm.interceptorOrder=-2147482648
client.undo.dataValidation=true
client.undo.logSerialization=jackson
client.undo.onlyCareUpdateColumns=true
server.undo.logSaveDays=7
server.undo.logDeletePeriod=86400000
client.undo.logTable=undo_log
client.undo.compress.enable=true
client.undo.compress.type=zip
client.undo.compress.threshold=64k
#For TCC transaction mode
tcc.fence.logTableName=tcc_fence_log
tcc.fence.cleanPeriod=1h

#Log rule configuration, for client and server
log.exceptionRate=100

#Transaction storage configuration, only for the server. The file, DB, and redis configuration values are optional.
store.mode=db
store.lock.mode=file
store.session.mode=file


#If `store.mode,store.lock.mode,store.session.mode` are not equal to `file`, you can remove the configuration block.
store.file.dir=file_store/data
store.file.maxBranchSessionSize=16384
store.file.maxGlobalSessionSize=512
store.file.fileWriteBufferCacheSize=16384
store.file.flushDiskMode=async
store.file.sessionReloadReadSize=100

#These configurations are required if the `store mode` is `db`. If `store.mode,store.lock.mode,store.session.mode` are not equal to `db`, you can remove the configuration block.
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?useUnicode=true&rewriteBatchedStatements=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
store.db.user=root
store.db.password=123456
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.distributedLockTable=distributed_lock
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000



#Transaction rule configuration, only for the server
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000
server.maxCommitRetryTimeout=-1
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
server.rollbackRetryTimeoutUnlockEnable=false
server.distributedLockExpireTime=10000
server.xaerNotaRetryTimeout=60000
server.session.branchAsyncQueueSize=5000
server.session.enableBranchAsyncRemove=false
server.enableParallelRequestHandle=false

#Metrics configuration, only for the server
metrics.enabled=false
metrics.registryType=compact
metrics.exporterList=prometheus
metrics.exporterPrometheusPort=9898

到此seata就配置完成

三、微服务集成seata

1.引入seata相关依赖：

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>io.seata</groupId>
                    <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
                </exclusion>
                <exclusion>
                    <groupId>io.seata</groupId>
                    <artifactId>seata-all</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.seata</groupId>
            <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.7.0</version>
        </dependency>

2.配置application.yml

seata:
  #事务组，根据这个获取tc的五福的cluster名称
  tx-service-group: default_tx_group
  #事物模式
  data-source-proxy-mode: XA
  #注册中心
  registry:
    type: nacos
    nacos:
      application: seata-server #tc服务在nacos的服务名称
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      username: nacos
      password: nacos
      group: SEATA_GROUP
  #配置中心
  config:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      username: nacos
      password: nacos
      group: SEATA_GROUP   #nacos配置中心的Group
      data-id: seataServer.properties #nacos配置中心的data-id

此时集成完成，在业务方法上加上 @GlobalTransactional注解使用即可！

示例：
在这里插入图片描述

3.XA模式

XA 规范是 X/Open 组织定义的分布式事务处理（DTP，Distributed Transaction Processing）标准

XA 规范描述了全局的事务管理器与局部的资源管理器之间的接口。 XA规范的目的是允许的多个资源（如数据库，应用服务器，消息队列等）在同一事务中访问，这样可以使 ACID 属性跨越应用程序而保持有效。

XA 规范使用两阶段提交（2PC，Two-Phase Commit）来保证所有资源同时提交或回滚任何特定的事务。

XA 规范在上世纪 90 年代初就被提出。目前，几乎所有主流的数据库都对 XA 规范提供了支持。

DTP模型定义如下角色：

AP：即应用程序，可以理解为使用DTP分布式事务的程序
RM：资源管理器，可以理解为事务的参与者，一般情况下是指一个数据库的实例（MySql），通过资源管理器对该数据库进行控制，资源管理器控制着分支事务
TM：事务管理器，负责协调和管理事务，事务管理器控制着全局事务，管理实务生命周期，并协调各个RM。全局事务是指分布式事务处理环境中，需要操作多个数据库共同完成一个工作，这个工作即是一个全局事务。
DTP模式定义TM和RM之间通讯的接口规范叫XA，简单理解为数据库提供的2PC接口协议，基于数据库的XA协议来实现的2PC又称为XA方案。

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案例解释：

应用程序（AP）持有订单库和商品库两个数据源。
应用程序（AP）通过TM通知订单库（RM）和商品库（RM），来创建订单和减库存，RM此时未提交事务，此时商品和订单资源锁定。
TM收到执行回复，只要有一方失败则分别向其他RM发送回滚事务，回滚完毕，资源锁释放。
TM收到执行回复，全部成功，此时向所有的RM发起提交事务，提交完毕，资源锁释放。

3.2 前提

支持XA 事务的数据库。
Java 应用，通过 JDBC 访问数据库。

3.3 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。

在这里插入图片描述

执行阶段：
- 可回滚：业务 SQL 操作放在 XA 分支中进行，由资源对 XA 协议的支持来保证 可回滚
- 持久化：XA 分支完成后，执行 XA prepare，同样，由资源对 XA 协议的支持来保证 持久化 （即，之后任何意外都不会造成无法回滚的情况）
完成阶段：
- 分支提交：执行 XA 分支的 commit
- 分支回滚：执行 XA 分支的 rollback

3.4 Seata XA模式优势确定

优势

业务无侵入：和 AT 一样，XA 模式将是业务无侵入的，不给应用设计和开发带来额外负担。
支持多种数据库：XA 协议被主流关系型数据库广泛支持，不需要额外的适配即可使用
支持多种语言
强一致性

缺点：

会有阻塞模式，降低性能

3.5 案例讲解

seata:  
  data-source-proxy-mode: XA # 开启数据源代理的XA模式

1.首先设计两个服务，一个订单order8801 一个库存stock8802

2.stock库存表为：
在这里插入图片描述
sql:

CREATE TABLE `t_stock` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `product_id` int DEFAULT NULL,
  `count` int DEFAULT NULL,
  `money` int DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
);

3.order订单表为：

在这里插入图片描述
sql:

CREATE TABLE `t_order` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `product_id` int DEFAULT NULL COMMENT '商品编号',
  `count` int DEFAULT NULL COMMENT '数量',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ;

4.订单服务通过OpenFegin远程调用库存服务，然后库存服务减库存，订单服务生成订单，完成基本的调用以后我们给订单服务添加异常

@GlobalTransactional
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    @Resource
    private OrderMapper orderMapper;

    @Resource
    private StockClient stockClient;

    @Override
    public void create() {
        // 减库存
        stockClient.decrement();

        // 添加异常
        int i = 1/0;

        // 创建订单
        orderMapper.create();
    }
}

执行：
在这里插入图片描述

4. AT模式

4.1 前提

基于支持本地 ACID 事务的关系型数据库。
Java 应用，通过 JDBC 访问数据库。

4.1 整体机制

两阶段提交协议的演变：

阶段一RM的工作：

注册分支事务
记录undo-log（数据快照）
执行业务sql并提交
报告事务状态

阶段二提交时RM的工作：

删除undo-log即可

阶段二回滚时RM的工作：

根据undo-log恢复数据到更新前

在这里插入图片描述

4.2 案例讲解

seata:  
  data-source-proxy-mode: AT

4.2.1 没有事物案例

1.订单服务通过OpenFegin远程调用库存服务，然后库存服务减库存，订单服务生成订单，完成基本的调用以后我们给订单服务添加异常

@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    @Resource
    private OrderMapper orderMapper;

    @Resource
    private StockClient stockClient;

    @Override
    public void create() {
        // 减库存
        stockClient.decrement();

        // 添加异常
        int i = 1/0;

        // 创建订单
        orderMapper.create();
    }
}

2.此时我们会发现访问接口出现异常情况，但是库存减少，订单没有增加此时已经出现了分布式事务的问题

在这里插入图片描述

3.订单表，没有增加数据

在这里插入图片描述

4.2.2 通过Seata的AT模式解决分布式事务

1.在对应的微服务数据库上加上undo_log表，此表用于数据的回滚

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,
  `ext` varchar(100) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

在这里插入图片描述

2.需要在业务方法上添加@GlobalTransactional注解

@GlobalTransactional
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    @Resource
    private OrderMapper orderMapper;

    @Resource
    private StockClient stockClient;

    @Override
    public void create() {
        // 减库存
        stockClient.decrement();

        // 添加异常
        int i = 1/0;

        // 创建订单
        orderMapper.create();
    }
}

3.把8801和8802都跑起来，当然Nacos和Seata都要进行启动，这个时候我们进行访问Order的REST接口：http://localhost:8801/order/create，我们就会发现此时已经解决了分布式事务问题。

库存没有减少
在这里插入图片描述
订单也没有增加

4.那么为了验证undo_log表用于存储回滚的数据，我们在OrderServiceImpl上异常位置添加断点，同时以debug方式来启动8801订单服务

在这里插入图片描述
然后访问接口：http://localhost:8801/order/create，程序会卡在断点上，此时我们来查看undo_log表和库存表，此时我们会发现，库存确实减少了，但是在undo_log表中出现了快照记录了当前修改前的数据，这个数据就是用于回滚的数据

库存减少

在这里插入图片描述

undo_log表记录快照

在这里插入图片描述

放行以后，库存数量回复，回滚生效

在这里插入图片描述
此时我们就验证了AT事务的执行过程。

5.TCC模式

首先我们先来了解常规的TCC模式。

5.1什么是TCC

TCC 是分布式事务中的二阶段提交协议，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：

Try：对业务资源的检查并预留；
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；
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。

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。

在这里插入图片描述

5.2 Seata的TCC模式

Seata TCC 模式跟通用型 TCC 模式原理一致。

5.3 TCC和AT区别

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。

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。

在这里插入图片描述

5.4 特点

侵入性比较强，并且需要自己实现相关事务控制逻辑
在整个过程基本没有锁，性能较强

具体使用案例：https://seata.io/zh-cn/blog/integrate-seata-tcc-mode-with-spring-cloud.html

5.5.TCC存在的问题

1.空回滚以及解决方案

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。

在这里插入图片描述

如上图所示，全局事务开启后，参与者 A 分支注册完成之后会执行参与者一阶段 RPC 方法，如果此时参与者 A 所在的机器发生宕机，网络异常，都会造成 RPC 调用失败，即参与者 A 一阶段方法未成功执行，但是此时全局事务已经开启，Seata 必须要推进到终态，在全局事务回滚时会调用参与者 A 的 Cancel 方法，从而造成空回滚。

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 是如何做的呢？

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。

2.幂等问题以及解决方案

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。

在这里插入图片描述

如上图所示，参与者 A 执行完二阶段之后，由于网络抖动或者宕机问题，会造成 TC 收不到参与者 A 执行二阶段的返回结果，TC 会重复发起调用，直到二阶段执行结果成功。

Seata 是如何处理幂等问题的呢？

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：

tried：1
committed：2
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。

3.悬挂问题以及解决方案

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

在这里插入图片描述

如上图所示，在执行参与者 A 的一阶段 Try 方法时，出现网路拥堵，由于 Seata 全局事务有超时限制，执行 Try 方法超时后，TM 决议全局回滚，回滚完成后如果此时 RPC 请求才到达参与者 A，执行 Try 方法进行资源预留，从而造成悬挂。

Seata 是怎么处理悬挂的呢？

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。

6.SAGA模式

Saga模式是SEATA提供的长事务解决方案，在Saga模式中，业务流程中每个参与者都提交本地事务，当出现某一个参与者失败则补偿前面已经成功的参与者，一阶段正向服务和二阶段补偿服务都由业务开发实现。

Saga模式是SEATA提供的长事务解决方案。也分为两个阶段：

一阶段：直接提交本地事务
二阶段：成功则什么都不做；失败则通过编写补偿业务来回滚

Saga模式优点：

事务参与者可以基于事件驱动实现异步调用，吞吐高
一阶段直接提交事务，无锁，性能好
不用编写TCC中的三个阶段，实现简单

缺点：

软状态持续时间不确定，时效性差
没有锁，没有事务隔离，会有脏写

为什么需要Saga

之前我们学习的Seata分布式三种操作模型中所使用的的微服务全部可以根据开发者的需求进行修改，但是在一些特殊环境下，比如老系统，封闭的系统（无法修改，同时没有任何分布式事务引入），那么AT、XA、TCC模型将全部不能使用，为了解决这样的问题，才引用了Saga模型。

比如：事务参与者可能是其他公司的服务或者是遗留系统，无法改造，可以使用Saga模式。

在这里插入图片描述

Saga模式是Seata提供的长事务解决方案，提供了异构系统的事务统一处理模型。在Saga模式中，所有的子业务都不在直接参与整体事务的处理（只负责本地事务的处理），而是全部交由了最终调用端来负责实现，而在进行总业务逻辑处理时，在某一个子业务出现问题时，则自动补偿全面已经成功的其他参与者，这样一阶段的正向服务调用和二阶段的服务补偿处理全部由总业务开发实现。

在这里插入图片描述