07 分布式事务Seata使用（2）

1、Seata是什么

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。AT模式是阿里首推的模式,阿里云上有商用版本的GTS（Global Transaction Service 全局事务服务）

官网：https://seata.io/zh-cn/index.html
源码: https://github.com/seata/seata
官方Demo: https://github.com/seata/seata-samples
seata版本：v1.4.0

1.1 Seata的三大角色

在 Seata 的架构中，一共有三个角色：

• 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。

其中，TC 为单独部署的 Server 服务端，TM 和 RM 为嵌入到应用中的 Client 客户端。

在 Seata 中，一个分布式事务的生命周期如下：

1、TM 请求 TC 开启一个全局事务。TC 会生成一个 XID 作为该全局事务的编号。XID，会在微服务的调用链路中传播，保证将多个微服务的子事务关联在一起。当一进入事务方法中就会生成XID ， global_table 就是存储的全局事务信息。
2、RM 请求 TC 将本地事务注册为全局事务的分支事务，通过全局事务的 XID 进行关联。当运行数据库操作方法，branch_table 存储事务参与者。
3、TM 请求 TC 告诉 XID 对应的全局事务是进行提交还是回滚。
4、TC 驱动 RM 们将 XID 对应的自己的本地事务进行提交还是回滚。

1.2 设计思路

AT模式的核心是对业务无侵入，是一种改进后的两阶段提交，其设计思路如图：

第一阶段

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。核心在于对业务sql进行解析，转换成undolog，并同时入库，这是怎么做的呢？先抛出一个概念DataSourceProxy代理数据源，通过名字大家大概也能基本猜到是什么个操作，后面做具体分析。
参考官方文档： https://seata.io/zh-cn/docs/dev/mode/at-mode.html

第二阶段

分布式事务操作成功，则TC通知RM异步删除undolog。

分布式事务操作失败，TM向TC发送回滚请求，RM 收到协调器TC发来的回滚请求，通过 XID 和 Branch ID 找到相应的回滚日志记录，通过回滚记录生成反向的更新 SQL 并执行，以完成分支的回滚。

整体执行流程

1.3 设计亮点

相比与其它分布式事务框架，Seata架构的亮点主要有几个:

1、应用层基于SQL解析实现了自动补偿，从而最大程度的降低业务侵入性；
2、将分布式事务中TC（事务协调者）独立部署，负责事务的注册、回滚；
3、通过全局锁实现了写隔离与读隔离。

1.4 存在的问题

性能损耗

一条Update的SQL，则需要全局事务xid获取（与TC通讯）、before image（解析SQL，查询一次数据库）、after image（查询一次数据库）、insert undo log（写一次数据库）、before commit（与TC通讯，判断锁冲突），这些操作都需要一次远程通讯RPC，而且是同步的。另外undo log写入时blob字段的插入性能也是不高的。每条写SQL都会增加这么多开销,粗略估计会增加5倍响应时间。

性价比

为了进行自动补偿，需要对所有交易生成前后镜像并持久化，可是在实际业务场景下，这个是成功率有多高，或者说分布式事务失败需要回滚的有多少比率？按照二八原则预估，为了20%的交易回滚，需要将80%的成功交易的响应时间增加5倍，这样的代价相比于让应用开发一个补偿交易是否是值得？

全局锁

热点数据

相比XA，Seata 虽然在一阶段成功后会释放数据库锁，但一阶段在commit前全局锁的判定也拉长了对数据锁的占有时间，这个开销比XA的prepare低多少需要根据实际业务场景进行测试。全局锁的引入实现了隔离性，但带来的问题就是阻塞，降低并发性，尤其是热点数据，这个问题会更加严重。

回滚锁释放时间

Seata在回滚时，需要先删除各节点的undo log，然后才能释放TC内存中的锁，所以如果第二阶段是回滚，释放锁的时间会更长。

死锁问题

Seata的引入全局锁会额外增加死锁的风险，但如果出现死锁，会不断进行重试，最后靠等待全局锁超时，这种方式并不优雅，也延长了对数据库锁的占有时间。

2、Seata快速开始

2.1 Seata Server（TC）环境搭建

https://seata.io/zh-cn/docs/ops/deploy-guide-beginner.html

步骤一：下载安装包

https://github.com/seata/seata/releases

Server端存储模式（store.mode）支持三种：

• file：(默认)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：（5.7+）高可用模式，全局事务会话信息通过db共享，相应性能差些
  • 打开config/file.conf
  • 修改mode=“db”
  • 修改数据库连接信息（URL\USERNAME\PASSWORD)
  • 创建数据库seata_server
  • 新建表： 可以去seata提供的资源信息中下载：
    • 点击查看
    • \script\server\db\mysql.sql
      • branch 表 存储事务参与者的信息
        

store { mode = "db" 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"url = "jdbc:mysql://192.168.65.220:3306/seata_server"user = "root"password = "123456"minConn = 5maxConn = 30globalTable = "global_table"branchTable = "branch_table"lockTable = "lock_table"queryLimit = 100maxWait = 5000} 
}

• redis：Seata-Server 1.3及以上版本支持,性能较高,存在事务信息丢失风险,请提前配置适合当前场景的redis持久化配置

资源目录：https://github.com/seata/seata/tree/1.3.0/script

• client : 存放client端sql脚本，参数配置
• config-center: 各个配置中心参数导入脚本，config.txt(包含server和client，原名nacos-config.txt)为通用参数文件
• server: server端数据库脚本及各个容器配置

db存储模式+Nacos(注册&配置中心)部署

步骤五：配置Nacos注册中心 负责事务参与者（微服务） 和TC通信

将Seata Server注册到Nacos，修改conf目录下的registry.conf配置

然后启动注册中心Nacos Server

#进入Nacos安装目录，linux单机启动
bin/startup.sh -m standalone
# windows单机启动
bin/startup.bat

步骤六：配置Nacos配置中心

注意：如果配置了seata server使用nacos作为配置中心，则配置信息会从nacos读取，file.conf可以不用配置。 客户端配置registry.conf使用nacos时也要注意group要和seata server中的group一致，默认group是"DEFAULT_GROUP"

获取/seata/script/config-center/config.txt，修改配置信息

配置事务分组， 要与客户端配置的事务分组一致

#my_test_tx_group需要与客户端保持一致 default需要跟客户端和registry.conf中registry中的cluster保持一致

（客户端properties配置：spring.cloud.alibaba.seata.tx‐service‐group=my_test_tx_group）

事务分组： 异地机房停电容错机制
my_test_tx_group 可以自定义 比如：（guangzhou、shanghai…） ， 对应的client也要去设置

seata.service.vgroup-mapping.projectA=guangzhou

default 必须要等于 registry.confi cluster = “default”

配置参数同步到Nacos
shell:

sh ${SEATAPATH}/script/config-center/nacos/nacos-config.sh -h localhost -p 8848 -g SEATA_GROUP -t 5a3c7d6c-f497-4d68-a71a-2e5e3340b3ca

参数说明：

-h: host，默认值 localhost
-p: port，默认值 8848
-g: 配置分组，默认值为 ‘SEATA_GROUP’
-t: 租户信息，对应 Nacos 的命名空间ID字段, 默认值为空 ‘’

精简配置

service.vgroupMapping.my_test_tx_group=default
service.default.grouplist=127.0.0.1:8091
service.enableDegrade=false
service.disableGlobalTransaction=false
store.mode=db
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?useUnicode=true
store.db.user=root
store.db.password=root
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000

步骤七：启动Seata Server

• 源码启动: 执行server模块下io.seata.server.Server.java的main方法
• 命令启动: bin/seata-server.sh -h 127.0.0.1 -p 8091 -m db -n 1 -e test
  

启动Seata Server

bin/seata-server.sh   -p 8091  -n 1  
bin/seata-server.sh   -p 8092  -n 2
bin/seata-server.sh   -p 8093  -n 3 

启动成功，默认端口8091

在注册中心中可以查看到seata-server注册成功

2.2 Seata Client快速开始

接入微服务应用

业务场景：

用户下单，整个业务逻辑由三个微服务构成：

• 订单服务：根据采购需求创建订单。
• 库存服务：对给定的商品扣除库存数量。

1) 启动Seata server端，Seata server使用nacos作为配置中心和注册中心（上一步已完成）
2）配置微服务整合seata

第一步：添加pom依赖

<!-- seata-->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>

第二步： 各微服务对应数据库中添加undo_log表

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;

第三步：修改register.conf,配置nacos作为registry.type&config.type，对应seata server也使用nacos
注意：需要指定group = “SEATA_GROUP”，因为Seata Server端指定了group = “SEATA_GROUP” ，必须保证一致

registry {# file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofatype = "nacos"nacos {serverAddr = "localhost"namespace = ""cluster = "default"group = "SEATA_GROUP"}
}
config {# file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3、springCloudConfigtype = "nacos"nacos {serverAddr = "localhost"namespace = ""group = "SEATA_GROUP"}
}

如果出现这种问题：

一般大多数情况下都是因为配置不匹配导致的：

1.检查现在使用的seata服务和项目maven中seata的版本是否一致
2.检查tx-service-group，nacos.cluster，nacos.group参数是否和Seata Server中的配置一致

跟踪源码：seata/discover包下实现了RegistryService#lookup，用来获取服务列表

NacosRegistryServiceImpl#lookup
》String clusterName = getServiceGroup(key);  #获取seata server集群名称
》List<Instance> firstAllInstances = getNamingInstance().getAllInstances(getServiceName(), getServiceGroup(), clusters)

第四步：修改application.yml配置
配置seata 服务事务分组，要与服务端nacos配置中心中service.vgroup_mapping的后缀对应

server:port: 8020spring:application:name: order-servicecloud:nacos:discovery:server-addr: 127.0.0.1:8848alibaba:seata:tx-service-group:my_test_tx_group # seata 服务事务分组datasource:type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourcedruid:driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql://localhost:3306/seata_order?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=Asia/Shanghaiusername: rootpassword: rootinitial-size: 10max-active: 100min-idle: 10max-wait: 60000pool-prepared-statements: truemax-pool-prepared-statement-per-connection-size: 20time-between-eviction-runs-millis: 60000min-evictable-idle-time-millis: 300000test-while-idle: truetest-on-borrow: falsetest-on-return: falsestat-view-servlet:enabled: trueurl-pattern: /druid/*filter:stat:log-slow-sql: trueslow-sql-millis: 1000merge-sql: falsewall:config:multi-statement-allow: true

第五步：微服务发起者（TM 方）需要添加@GlobalTransactional注解

@Override
//@Transactional
@GlobalTransactional(name="createOrder")
public Order saveOrder(OrderVo orderVo){log.info("=============用户下单=================");log.info("当前 XID: {}", RootContext.getXID());// 保存订单Order order = new Order();order.setUserId(orderVo.getUserId());order.setCommodityCode(orderVo.getCommodityCode());order.setCount(orderVo.getCount());order.setMoney(orderVo.getMoney());order.setStatus(OrderStatus.INIT.getValue());Integer saveOrderRecord = orderMapper.insert(order);log.info("保存订单{}", saveOrderRecord > 0 ? "成功" : "失败");//扣减库存storageFeignService.deduct(orderVo.getCommodityCode(),orderVo.getCount());//扣减余额accountFeignService.debit(orderVo.getUserId(),orderVo.getMoney());//更新订单Integer updateOrderRecord = orderMapper.updateOrderStatus(order.getId(),OrderStatus.SUCCESS.getValue());log.info("更新订单id:{} {}", order.getId(), updateOrderRecord > 0 ? "成功" : "失败");return order;
}

测试：
分布式事务成功，模拟正常下单、扣库存，扣余额
分布式事务失败，模拟下单扣库存成功、扣余额失败，事务是否回滚