【Seata】分布式事务解决方案—

回顾
- 什么是事务
- 数据库事务的四大特性：ACID
分布式事务
- 解释
- 面临挑战
- 分布式事务产生场景
- - 1. 单体架构中多数据源场景
  - 2. 分布式架构场景
- 分布式事务解决方案
- - jta + Atomikos
  - LCN模式
  - - 问题
  - Alibaba的Seata解决分布式事务
  - - 问题
  - 使用MQ解决分布式事务问题
  - - 问题1：关于消息丢失问题(消息可靠性)
    - 问题2：事务回滚怎么处理

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什么是事务

事务可以看做是一次大的活动，它由不同的小活动组成，这些活动要么全部成功，要么全部失败。

数据库事务的四大特性：ACID

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的运行过程的中间状态。通过配置事务隔离级别可以比避免脏读、重复读问题。
D（Durability）：持久性，事务完成之后，该事务对数据的更改会持久到数据库，且不会被回滚。

数据库事务在实现时会将一次事务的所有操作全部纳入到一个不可分割的执行单元，该执行单元的所有操作要么都成功，要么都失败，只要其中任一操作执行失败，都将导致整个事务的回滚。

分布式事务

解释

分布式事务是指涉及多个独立数据库或资源的事务处理。
在分布式系统中，每个数据库或资源都是独立的，它们可能位于不同的物理位置，由不同的机器或进程管理。
分布式事务的目标是确保在所有参与的数据库或资源上，事务要么全部提交成功，要么全部回滚失败，以保持整个系统的一致性。

面临挑战

分布式事务面临的挑战是如何在分散的环境中协调各个参与者的操作，并确保事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。
为了解决这个问题，通常使用两阶段提交（Two-Phase Commit，2PC）协议或者三阶段提交（Three-Phase Commit，3PC）协议等机制来实现分布式事务的管理。

在分布式系统中，分布式事务的设计和实现需要考虑到网络延迟、节点故障、并发访问等问题。因此，合理的分布式事务设计是提高系统稳定性和性能的关键。

分布式事务产生场景

1. 单体架构中多数据源场景

假设有一个电子商务应用，其中包含订单服务和支付服务，订单数据存储在MySQL数据库中，而支付数据存储在另一个MongoDB数据库中。在单体架构中，订单服务和支付服务分别是独立的模块，各自维护自己的数据源。

在这个场景下，多数据源场景可能导致分布式事务问题的流程如下：

用户在下订单时，订单服务会创建一个订单，并向MySQL数据库插入订单数据。
同时，订单服务需要调用支付服务来完成支付操作。支付服务会从MongoDB数据库中查询用户的支付信息，根据订单金额进行支付，并将支付结果存储到MongoDB数据库中。
在事务开始之前，订单服务和支付服务都需要获取一个数据库连接，开启一个数据库事务。
订单服务在MySQL数据库中插入订单数据，并等待支付服务完成支付。
支付服务从MongoDB数据库中获取支付信息，并进行支付操作。
如果支付操作成功，支付服务将支付结果保存到MongoDB数据库中。
如果支付操作失败，支付服务将回滚支付操作，并且回滚MongoDB数据库中的变更。
然后，支付服务将事务提交，关闭数据库连接。
订单服务等待支付服务的响应。
如果支付服务成功完成支付并提交事务，订单服务也提交事务，订单和支付数据都保存成功。
如果支付服务执行失败或超时，订单服务将回滚订单操作，并且回滚MySQL数据库中的变更。
订单服务提交失败，订单和支付数据都没有保存成功。

在这个流程中，由于订单服务和支付服务分别维护自己的数据源，它们在进行跨数据源的操作时面临分布式事务问题。如果支付服务在支付操作后发生故障，导致支付服务无法提交事务，则订单服务的订单数据已经插入到MySQL数据库中，但支付数据未能成功保存到MongoDB数据库中，这就导致了数据的不一致。

2. 分布式架构场景

简单来说：跨JVM调用接口，一定会发生分布式事务问题。
在RPC接口调用的过程中，A调用B服务接口之后，当A接口报错，无法回滚B接口的事务，导致最终A接口事务回滚了，B接口事务没有回滚，因此就需要解决分布式事务问题。

分布式事务解决方案

单体架构中多数据源场景可以使用jta + Atomikos。
基于RabbitMQ的形式解决，最终一致性的思想。
基于RocketMQ解决，采用事务消息。
LCN：采用LCN模式，假关闭连接（目前已经被淘汰）。
Alibaba的Seata背景非常强大，已经成为了主流，但是性能一般。如果你想要解决分布式事务问题，又想接口快速响应，就不要用Seata，Seata会导致接口响应变慢，就会发生超时。如果项目是追求快速响应，建议使用MQ最终一致性方案。

jta + Atomikos

JTA（Java Transaction API）和Atomikos是两个常用的工具，可以用于解决分布式事务问题。

首先，你需要在应用程序中引入JTA和Atomikos的依赖。你可以通过Maven或Gradle等构建工具来添加这些依赖。
然后，你需要在应用程序中配置Atomikos事务管理器。配置包括数据库连接池的设置以及Atomikos事务管理器的一些属性，如事务超时时间等。
在应用程序中，你可以使用JTA注解或编程式方式来标记事务。使用JTA注解可以在方法或类级别上标记事务，而编程式方式需要在代码中显式地开启、提交或回滚事务。
如果你的应用程序需要与其他应用程序或服务进行交互，你可以使用Atomikos的分布式事务协调器来确保所有的事务操作在一个统一的事务中执行。分布式事务协调器可以通过一些配置文件中的信息来管理分布式事务。
当一个分布式事务执行完成后，你可以使用Atomikos提供的API来查看事务的状态以及处理异常。你可以根据需要进行回滚、提交或恢复事务。

LCN模式

在这里插入图片描述

发起方和参与方与我们的LCN管理器全局事务协调者一直保持长连接。
发起方在调用接口之前会使用AOP生成一个全局的事务分组ID。
发起方在调用接口的时候会在请求头中传递该全局事务分组ID。
参与方会从请求头中获取该事务分组ID，当前业务执行完毕之后不会提交该事务，则会使用假关闭。
发起方调用接口完成之后，如果出现异常的情况下，会通知事务协调者回滚该事务，协调者再通知参与方回滚事务，这样两个服务都发生了事务回滚。

问题

LCN基于数据源假关闭，事务如果不提交，有可能会导致Mysql innoDB存储引擎的行锁机制，因为你事务没提交，行锁就不会释放。而且积分服务不提交事务，其它项目查询积分根本查不到你未提交的数据。

Alibaba的Seata解决分布式事务

Seata为用户提供了AT、TCC、SAGA和XA事务模式，为用户打造一站式分布式事务解决方案。其实说起来Seata和LCN差不多
在这里插入图片描述

当发起方调用参与方接口，支付服务首先更新状态为已支付，那么这时undolog日志会生成前置镜像和后置镜像，前置镜像就是修改前的状态。这时调用积分服务，积分服务insert一条积分数据，undolog日志生成前置镜像和后置镜像。
那么调用已完成，这时支付服务方报错了，那么通过undolog日志会进行逆向回滚，回滚到之前的状态，然后通知事务协调者，告诉积分服务也要回滚，那么积分服务的undolog日志也进行了逆向回滚，insert的逆向就是delete，这样两个服务就都回滚成功了。
那么Seata与LCN最大的区别就是，在支付服务调用积分服务接口时，积分服务insert一条数据，LCN是不提交事务的，这样就导致别人无法查询到这条新insert的数据。但Seata提交了事务，所以可以查到。

问题

有可能存在短暂脏读问题。
- 解释一下脏读：一个事务没有提交的数据被另外一个事务读到，而全局事务是多个本地事务的集合，如果在全局事务下，某个本地事务提交了，如果没有全局控制，那么这个提交的事务也有可能被其他事务读到，也是一种脏写。
这个问题的本质是：全局事务中的某个本地事务完成不代表全局事务也完成。
比如我们支付服务调用积分服务，积分服务insert后提交事务，再相应给支付服务，这时支付服务报错了，打算回滚自己和积分服务，但这时其它的服务是可以查到积分服务刚insert的这条数据。但这时又回滚了，再查询发现刚查到的这条数据又没了