Seata 的4种事务模式（XA、AT、TCC、SAGA）

news2024/11/26 15:49:00

前言

Seata架构

事务模式

TCC

区别

前言

在分布式系统中，实现一个功能可能需要由几个不同的服务来共同实现。这就会带来一个问题，不同的服务之间无法做到使用同一个事务，这就无法保证数据的一致性了。在一些对数据一致性要求不要的业务场景中，可以基于本地消息表来实现分布式事务，只需要保证最终一致性就行了。

基于本地消息表实现分布式事务（最终一致性）_本地消息表处理分布式事务-CSDN博客文章浏览阅读1k次，点赞33次，收藏11次。传统单体架构下，所有的功能模块都在一个应用下，所有的代码和业务逻辑都在同一个应用下实现，所以保证数据的一致性就很简单，保证相关操作都在同一个本地事务下就可以了。但是在微服务架构下，将一个应用拆分成了多个独立的服务，每个服务都能有自己的数据库，服务间通信都是通过远程调用实现，实现一个功能可能需要由几个不同的服务来共同实现。这就会带来一个问题，不同的服务之间无法做到使用同一个事务，这就无法保证数据的一致性了。_本地消息表处理分布式事务https://blog.csdn.net/typeracer/article/details/140998899但是也存在一些需要强一致性的业务场景，实际工作中开发过一个事件设计器，设计器中支持各种业务节点，对节点进行编排从而来自定义业务逻辑。不同的节点的实现需要调用不同的服务来实现，故存在分布式事务的问题。对各个节点的服务调用，需要保证所有事务的原子性，要么一起提交，要么一起回滚，所以最后通过引入Seata来解决

在学习 Seata 时，对各种事务模式都做了了解，对比后才能为系统选择最合适的事务模式。在事件设计器中，由于业务对实时性要求不高，所以直接使用XA模式，集成最简单，没有代码侵入。

Seata架构

TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者：维护全局和分支事务的状态，协调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。

分布式事务基本流程

事务模式

XA模式：强一致性分阶段事务模式，牺牲了一定的可用性，无业务侵入
AT模式：最终一致的分阶段事务模式，无业务侵入，也是Seata的默认模式
TCC模式：最终一致的分阶段事务模式，有业务侵入
SAGA模式：长事务模式，有业务侵入

XA

plantuml

@startuml
'https://plantuml.com/sequence-diagram

autonumber 1.1

participant TM
participant RM
participant TC

TM -> TC: 开启全局事务
TM <-- TC: XID
TM -> RM: 远程调用 XID
RM -> TC: 注册分支事务
RM -> RM: 执行业务sql
RM -> TC: 报告分支事务状态

autonumber inc A

TM -> TC: 提交/回滚全局事务
TC -> TC: 检查分支事务状态
RM <- TC: 提交/回滚

@enduml

优点

事务的强一致性，满足ACID原则。
常用数据库都支持，实现简单，并且没有代码侵入

缺点

因为一阶段需要锁定数据库资源，等待二阶段结束才释放，性能较差
依赖关系型数据库实现事务

AT

AT模式是Seata的默认事务模式

在使用前，需要在对应的业务库中创建一张 undo_log 表，用来保存快照

建表语句（MySQL）

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;

流程图

plantuml

@startuml
'https://plantuml.com/sequence-diagram

autonumber 1.1

database undo_log
participant TM
participant RM
participant TC

TM -> TC: 开启全局事务
TM <-- TC: XID
TM -> RM: 远程调用 XID
RM -> TC: 注册分支事务
RM -> RM: 执行业务sql并提交
undo_log <- RM: 记录更新前后快照
RM -> TC: 报告分支事务状态

autonumber inc A

TM -> TC: 提交/回滚全局事务
TC -> TC: 检查分支事务状态
RM <- TC: 提交/回滚
undo_log <- RM: 删除log/回复log数据

@enduml

优点

一阶段完成直接提交事务，释放数据库资源，性能比较好
没有代码侵入，框架自动完成回滚和提交

缺点

软状态，事务是最终一致
框架的快照功能会影响性能，但比XA模式要好很多

TCC

TCC模式将事务拆成了三个接口实现（try，commit，cancel），同时也带来了以下三个问题

幂等：在 commit/cancel 阶段，因为 TC 没有收到分支事务的响应，需要进行重试，这就要分支事务支持幂等
空回滚：在 try 阶段发生了故障，try 阶段在不考虑重试的情况下，全局事务必须要走向结束状态，这样就需要执行一次 cancel 操作
悬挂：因为网络问题，RM 开始没有收到 try 指令，但是执行了 cancel 后 RM 又收到了 try 指令并且预留资源成功，这时全局事务已经结束，最终导致预留的资源不能释放

在1.5.1以前，这些问题需要自己在代码中解决，而1.5.1版本以后（包含1.5.1），Seata就自己解决这些问题了

需要在对应的业务库中创建一张 tcc_fence_log 表

建表语句（MySQL）

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tcc_fence_log`
(
    `xid`           VARCHAR(128)  NOT NULL COMMENT 'global id',
    `branch_id`     BIGINT        NOT NULL COMMENT 'branch id',
    `action_name`   VARCHAR(64)   NOT NULL COMMENT 'action name',
    `status`        TINYINT       NOT NULL COMMENT 'status(tried:1;committed:2;rollbacked:3;suspended:4)',
    `gmt_create`    DATETIME(3)   NOT NULL COMMENT 'create time',
    `gmt_modified`  DATETIME(3)   NOT NULL COMMENT 'update time',
    PRIMARY KEY (`xid`, `branch_id`),
    KEY `idx_gmt_modified` (`gmt_modified`),
    KEY `idx_status` (`status`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

流程图

plantuml

@startuml
'https://plantuml.com/sequence-diagram

autonumber 1.1

database tcc_fence_log
participant TM
participant RM
participant TC

TM -> TC: 开启全局事务
TM <-- TC: XID
TM -> RM: 远程调用 XID
RM -> TC: 注册分支事务
RM -> RM: 锁定资源（try）
tcc_fence_log <- RM: 插入防空回滚记录
note left
    插入一条记录
    status值为STATUS_TRIED
    在 Rollback 阶段判断记录是否存在
    如果不存在，则不执行回滚操作
end note
RM -> TC: 报告分支事务状态

autonumber inc A

TM -> TC: 提交/回滚全局事务
TC -> TC: 检查分支事务状态
RM <- TC: 提交/回滚

tcc_fence_log <- RM: 幂等判断
note left
    判断 tcc_fence_log 表中是否已经有记录
    如果有记录，则判断事务执行状态是否为 STATUS_COMMITTED
    是的话就不会再次提交，保证了幂等
    如果 tcc_fence_log 表中没有记录
    则插入一条记录，供后面重试时判断。
end note

tcc_fence_log <- RM: 插入防悬挂记录
note left
    执行 cancel 方法时
    判断 tcc_fence_log 是否存在当前 xid 的记录
    如果没有则向 tcc_fence_log 表插入一条记录
    状态是 STATUS_SUSPENDED，并且不再执行回滚操作
    后面执行 try 阶段方法时首先会向 tcc_fence_log 表插入一条当前 xid 的记
    这样就造成了主键冲突
end note

RM <- RM: 提交（commit）/回滚（cancel）

@enduml

优点

一阶段完成直接提交事务，释放数据库资源，性能好
相比AT模型，无需生成快照，无需使用全局锁，性能最强
不依赖数据库事务，而是依赖补偿操作，可以用于非事务型数据库

缺点

有代码侵入，需要人为编写try、Confirm和Cancel接口
软状态，事务是最终一致

区别

	XA	AT	TCC	SAGA
一致性	强一致	弱一致	弱一致	最终一致
隔离性	完全隔离	基于全局锁隔离	基于资源预留隔离	无隔离
代码侵入	无	无	有，要编写三个接口	有，要编写状态机和补偿业务
性能	差	好	非常好	非常好
场景	对一致性、隔离性有高要求的业务	基于关系型数据库的大多数分布式事务场景对性能要求较高的事务	有非关系型数据库要参与的事务	业务流程长、业务流程多参与者包含其它公司或遗留系统服务，无法提供 TCC 模式要求的三个接口