Seata 四种事务模式

女爷i 2024-02-20 12:10 82阅读 0赞

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、SAGA 和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。 全文参考文献：[中文文档][Link 1]

> 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。

###  ###

## **1.AT (Auto Transaction) 常用】** ##

![图片来源于百度：https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/d9034c9996804540962cbcbab92467e2.png][https_baijiahao.baidu.com_s_id_1773353152487462965_wfr_spider_for_pc] 图片来源于百度： [百度安全验证][Link 2]

AT模式是无侵入的分布式事务解决方案，适用于不希望对业务进行改造的场景，几乎0学习成本。

AT模式支持的数据库有：MySQL、Oracle、PostgreSQL、 TiDB、MariaDB。

### **1.1 使用前提** ###

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。

### 1.2 原理机制 ###

一阶段：  
业务数据和回滚日志记录在同一个本地事务中提交，释放本地锁和连接资源。

二阶段：  
提交异步化，非常快速地完成。  
回滚通过一阶段的回滚日志进行反向补偿。

### 1.3 写隔离 ###

一阶段本地事务提交前，需要确保先拿到**全局锁** 。拿不到全局锁 ，不能提交本地事务。拿全局锁的尝试被限制在一定范围内，超出范围将放弃，并回滚本地事务，释放本地锁。

### 1.4 读隔离 ###

在数据库本地事务隔离级别读已提交（Read Committed）或以上的基础上，Seata（AT 模式）的默认全局隔离级别是**读未提交**（Read Uncommitted） 。

### 1.5 详细执行流程 ###

#### 一阶段 ####

1）解析SQL（得到SQL的类型，表，条件等相关的信息）。  
2）查询前镜像（根据解析得到的条件信息，生成查询语句，定位数据）。  
3）得到前镜像（业务数据的更新前数据）。  
4）执行业务SQL（执行sql）。  
5）查询后镜像（根据解析得到的条件信息，生成查询语句，定位数据）。  
6）得到后镜像（业务数据的更新后数据）。  
7）插入回滚日志（把前后镜像数据以及业务 SQL 相关的信息组成一条回滚日志记录，插入到 UNDO\_LOG 表中）。  
8）提交前，向TC注册分支：申请全局锁 。  
9）本地事务提交(业务数据的更新和前面步骤中生成的 UNDO LOG 一并提交)。  
10）将本地事务提交的结果上报给 TC。

####  ####

#### 二阶段-回滚 ####

收到 TC 的分支回滚请求，开启一个本地事务，执行如下操作。  
1）通过 XID 和 Branch ID 查找到相应的 UNDO LOG 记录。  
2）数据校验（拿 UNDO LOG 中的后镜与当前数据进行比较，如果有不同，说明数据被当前全局事务之外的动作做了修改。这种情况，需要根据配置策略来做处理）。  
3）根据UNDO LOG中的前镜像和业务SQL的相关信息生成并执行回滚的语句。  
4）提交本地事务。并把本地事务的执行结果（即分支事务回滚的结果）上报给 TC。

####  ####

#### 二阶段-提交 ####

收到 TC 的分支提交请求，把请求放入一个异步任务的队列中，马上返回提交成功的结果给 TC。  
1)异步任务阶段的分支提交请求将异步和批量地删除相应 UNDO LOG 记录。

### 1.6 优缺点 ###

#### 优点： ####

一阶段完成后提交事务，快速释放资源，性能比较好。  
利用全局锁实现读写隔离。  
实现简单，对业务代码零入侵。

#### 缺点： ####

两阶段期间属于弱一致阶段，最终一致。  
由于增加快照写入，影响效率（整体强于XA）。  
依赖数据库。

### 1.7 Demo ###

详细代码参考：[Springboot 集成 Seata-CSDN博客][Springboot _ Seata-CSDN]

代码使用上与XA模式相同只需调整配置的的模式就可以。

seata:
      data-source-proxy-mode: AT # 开启AT事务

## 2.TCC(Try、Confirm、Cancel) ##

TCC 模式是高性能分布式事务解决方案，适用于核心系统等对性能有很高要求的场景。

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【**强代码入侵**】。

TCC模式不依赖数据源(1.4.2及之前)，1.4.2版本之后增加了TCC防悬挂措施，需要数据源支持。

![90dc43eb775b4f3289af9421335d980e.png][]

### 2.1 原理机制 ###

一阶段 prepare 行为  
二阶段 commit 或 rollback 行为

### 2.2 详细执行流程 ###

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。

### 2.3 优缺点 ###

#### 优点： ####

一阶段完成后提交事务，快速释放资源，性能比较好。  
无需要快照、无需全局锁，性能好。  
不依赖数据库（本人使用1.3.0不需要，1.4.2之后需要），使用补偿机制。

#### 缺点： ####

强代码入侵，需要手动写try confirm cancel。  
软状态，最终一致。  
需要考虑失败尝试，同时要处理好幂等等问题。

### 2.4 Demo ###

详细代码参考：[Springboot 集成 Seata-CSDN博客][Springboot _ Seata-CSDN]

@LocalTCC //1.开启TCC事务  
@TwoPhaseBusinessAction // 2.标记TCC模式，注解在try接口上，并且声明confirm、cancel接口

#### 订单服务代码调整 ####

@RestController
    @RequestMapping("/orderTbl")
    public class OrderTblController {
    
        @Resource
        private OrderTblService orderTblService;
        @Resource
        private OrderService orderService;
    
        @PostMapping("/add/{userId}/{money}")
        public CxResult<Boolean> add(@PathVariable("userId") String userId, @PathVariable("money") Integer money) {
            //return CxResult.success(orderTblService.add(userId, money));
            return CxResult.success(orderService.addOrder(userId, money));
        }
    
    }
    
    
    @Service
    public class OrderService {
    
        @Resource
        private OrderTccService orderTccService;
    
        @DubboReference
        private AccountProviderService accountProviderService;
    
        @GlobalTransactional
        public Boolean addOrder(String userId, Integer money) {
            accountProviderService.addRecord(userId, money);
            orderTccService.prepareAdd(userId, money);
            if (money > 10000) {
                throw new BusinessException(ErrorMsg.COMMON_ERROR_1);
            }
            return Boolean.TRUE;
        }
    
    }
    
    
    @LocalTCC //1.开启TCC事务
    public interface OrderTccService {
    
        // 2.标记TCC模式，注解在try接口上，并且声明confirm、cancel接口
        @TwoPhaseBusinessAction(name = "orderTcc", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback")
        Boolean prepareAdd(@BusinessActionContextParameter(paramName = "userId") String userId,
                           @BusinessActionContextParameter(paramName = "money") Integer money);
    
        boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext);
    
        boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext);
    
    }
    
    
    @Service
    @Slf4j
    public class OrderTccServiceImpl implements OrderTccService {
    
        // 模拟数据库存储
        HashMap<String, Integer> map = Maps.newHashMap();
    
        @Resource
        private OrderTblService orderTblService;
    
        @Override
        public Boolean prepareAdd(String userId, Integer money) {
            String xid = RootContext.getXID();
            OrderTbl orderTbl = new OrderTbl();
            orderTbl.setUserId(userId);
            orderTbl.setMoney(money);
            orderTblService.save(orderTbl);
    
            map.put(xid, orderTbl.getId());
            log.info("prepareAdd xid = {} orderId = {} userid = {} money= {}", xid, orderTbl.getId(), userId, money);
            return Boolean.TRUE;
        }
    
        @Override
        @Transactional
        public boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext) {
            log.info("commit xid = {}", businessActionContext.getXid());
            return null != map.remove(businessActionContext.getXid()) ? true : false;
        }
    
        @Override
        @Transactional
        public boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext) {
            log.info("rollback xid = {}", businessActionContext.getXid());
            Integer orderId = map.get(businessActionContext.getXid());
            orderTblService.removeById(orderId);
            return true;
        }
    
    }

### 账户服务代码调整 ###

@DubboService
    public class AccountProvider implements AccountProviderService {
    
        @Resource
        private AccountTblService accountTblService;
    
        @Resource
        private AccountTccService accountTccService;
    
        @Override
        @GlobalTransactional
        public void addRecord(String userId, Integer money) {
    //        AccountTbl accountTbl = new AccountTbl();
    //        accountTbl.setUserId(userId);
    //        accountTbl.setMoney(money);
    //        accountTblService.save(accountTbl);
            accountTccService.prepareAdd(userId, money);
        }
    
    }
    
    
    @LocalTCC //1.开启TCC事务
    public interface AccountTccService {
    
        // 2.标记TCC模式，注解在try接口上，并且声明confirm、cancel接口
        @TwoPhaseBusinessAction(name = "accountTcc", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback")
        Boolean prepareAdd(@BusinessActionContextParameter(paramName = "userId") String userId,
                           @BusinessActionContextParameter(paramName = "money") Integer money);
    
        boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext);
    
        boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext);
    
    }
    
    @Service
    @Slf4j
    public class AccountTccServiceImpl implements AccountTccService {
    
        // 模拟数据库存储
        HashMap<String, Integer> map = Maps.newHashMap();
    
        @Resource
        private AccountTblService accountTblService;
    
        @Override
        public Boolean prepareAdd(String userId, Integer money) {
            String xid = RootContext.getXID();
            AccountTbl accountTbl = new AccountTbl();
            accountTbl.setUserId(userId);
            accountTbl.setMoney(money);
            accountTblService.save(accountTbl);
            map.put(xid, accountTbl.getId());
            log.info("prepareAdd xid = {} accountId = {} userid = {} money= {}", xid, accountTbl.getId(), userId, money);
            return Boolean.TRUE;
        }
    
        @Override
        @Transactional
        public boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext) {
            log.info("commit xid = {} ", businessActionContext.getXid());
            return null != map.remove(businessActionContext.getXid()) ? true : false;
        }
    
        @Override
        @Transactional
        public boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext) {
            log.info("rollback xid = {} ", businessActionContext.getXid());
            Integer accountId = map.get(businessActionContext.getXid());
            accountTblService.removeById(accountId);
            return true;
        }
    }

###  ###

## 3.SAGA ##

Saga 模式是长事务解决方案，适用于业务流程长且需要保证事务最终一致性的业务系统，Saga 模式一阶段就会提交本地事务，无锁，长流程情况下可以保证性能，多用于渠道层、集成层业务系统。事务参与者可能是其它公司的服务或者是遗留系统的服务，无法进行改造和提供 TCC 要求的接口，也可以使用 Saga 模式。

Saga模式不依赖数据源。

![b092318b2657470782a47262bd742027.png][]

待完善。

## 4.XA（eXtended Architecture） ##

XA模式是分布式**强一致性**的解决方案，但性能低而使用较少。

XA模式只支持实现了XA协议的数据库。Seata支持MySQL、Oracle、PostgreSQL和MariaDB。

![da3ee7daf1d74c67b2a7986e6fe1fbaf.png][]

### 4.1 优缺点 ###

优点：  
强一致性，满足ACID要求。  
实现简单，对业务代码零入侵。

缺点：  
需要关系型数据库支持。  
整个过程长时间锁定资源，性能极差。

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### 4.2 Demo ###

详细代码参考：[Springboot 集成 Seata-CSDN博客][Springboot _ Seata-CSDN]

待完善。

[Link 1]: http://seata.io/zh-cn/docs/overview/what-is-seata
[https_baijiahao.baidu.com_s_id_1773353152487462965_wfr_spider_for_pc]: https://img-blog.csdnimg.cn/188e2397986e4f0ab08338aa0c5d1a77.png
[Link 2]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/d9034c9996804540962cbcbab92467e2.png
[Springboot _ Seata-CSDN]: https://blog.csdn.net/qq_34253002/article/details/133814403?spm=1001.2014.3001.5501
[90dc43eb775b4f3289af9421335d980e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/510d6687750e4c72b98e9cd966b1380d.png
[b092318b2657470782a47262bd742027.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/4a2c0bb6256847dcb107199cb01fac41.png
[da3ee7daf1d74c67b2a7986e6fe1fbaf.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/20/56573d8775944c0db8f56e878005724a.png