【2.2 分布式事务（Seata）】一文介绍分布式事务入门知识和Seata框架

短命女 2024-03-16 17:26 83阅读 0赞

## 一、Seata 简介 ##

*  Seata 是一个遵循 Apache 2.0 协议的免费分布式事务解决方案，由阿里巴巴公司开源。
 *  Seata的目标是为分布式事务处理提供轻量级和简单的解决方案。
 *  Seata 提供了一种简单的方式来解决分布式事务的难点，例如保证数据一致性和事务的隔离性。
 *  Seata 为分布式事务处理提供了一种方便的方式，使得应用程序可以使用传统的事务模型。
 *  Seata是一个优秀的分布式事务解决方案，可以为应用程序提供快速、简单和可靠的分布式事务处理。
 *  Seata是阿里巴巴的一个开源事务解决方案，旨在解决分布式事务的一致性问题。
 *  Seata 可以有效地解决分布式系统中的事务一致性问题。
 *  通过 TC、TM 和 RM 三个核心组件以及一系列辅助组件的协同工作，Seata实现了分布式事务的管理和控制，确保了数据的一致性和正确性。
 *  在使用 Seata 构建分布式系统时，Seata会自动为我们管理并控制事务的提交和回滚，从而保证数据的一致性。

## 二、Seata 的三种模式 ##

> 目前使用的流行度情况：AT > TCC > Saga

### 2.1 XA模式 ###

Seata 支持 XA 模式下的分布式事务，并通过对数据源进行包装实现。

XA 模式则是采用两阶段提交协议（2PC），通过协调器来实现多个数据库的事务一致性，需要依赖于数据库的XA接口实现。在事务提交的过程中，如果有任何一个参与者数据库崩溃或者网络通信异常，整个事务将无法完成，需要手动进行回滚操作。

### 2.2 概述 ###

一个分布式的全局事务，整体是两阶段提交的模型。  
![在这里插入图片描述][baf18b8d8fde4ef282b0484b474b4c64.png]

全局事务是由若干分支事务组成的，分支事务要满足两阶段提交的模型要求，即需要每个分支事务都具备自己的：  
一阶段prepare行为  
二阶段commit或rollback行为

根据两阶段行为模式的不同，我们将分支事务划分为

*  Automatic（Branch）Transaction Mode
 *  TCC（Branch）Transaction Mode。

#### 2.2.1 TCC模式 ####

TCC 模式则是将一个大事务拆分为三个小事务：尝试、确认和取消。  
Seata 支持 TCC 模式下的分布式事务。  
在 TCC 模式下，应用程序可以以更细粒度的方式管理分布式事务的处理。  
TCC模式，不依赖于底层数据资源的事务支持。  
TCC模式，指支持把自定义的分支事务纳入到全局事务的管理中心。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>阶段名</th> 
   <th>别名</th> 
   <th>原理与分工</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>尝试阶段</td> 
   <td>一阶段、prepare行为</td> 
   <td>调用自定义的prepare逻辑，所有的业务检查和资源预留</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>确认阶段</td> 
   <td>二阶段commit行为</td> 
   <td>调用自定义的commit逻辑，真正的业务执行</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>取消阶段</td> 
   <td>二阶段rollback行为</td> 
   <td>调用自定义的rollback逻辑，资源释放</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2.2.2 AT模式【最常见】 ####

AT 模式是最常见的模式  
Seata 支持 AT 模式下的分布式事务  
Seata 可以使用像 JDBC 这样的底层数据源和框架实现。

##### 原理 #####

是通过数据库锁实现事务的提交和回滚。当一个事务涉及多个数据库操作时，会将这些操作放到同一个事务中，如果有任何一个操作失败，整个事务也将失败，并且回滚之前的所有操作。

##### 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。

##### 整体机制 #####

两阶段提交协议的演变：

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：  
① 提交异步化，非常快速地完成；  
② 回滚通过一阶段的回滚日志进行反向补偿。

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。

##### 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

## 三、 Seata 的核心组件 ##

> 它包括三个核心组件：TC（事务协调器）、TM（事务管理器）和RM（资源管理器），以及一些辅助组件：AT、TCC、Saga。

![在这里插入图片描述][ebd7a73c872040738acd5bfaf8c02aca.png]

Seata 的分布式事务处理方案可以分为四个主要的协调器：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>组件</th> 
   <th>协调器</th> 
   <th>组件解释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>TC</td> 
   <td>协调器，事务协调器</td> 
   <td>分布式事务Seata 的核心组件，作用：协调所有参与者的工作并处理分布式事务的提交与回滚，负责管理和协调整个分布式事务的处理过程，它可以管理资源的注册和协调多个 RM 的工作。TC接收到全局事务的注册请求后，将会为该事务分配一个全局唯一的 XID。在全局事务的执行过程中，TC还会维护所有参与者的状态，并在全局事务执行成功时提交该事务，否则回滚该事务。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TM</td> 
   <td>协调器，事务管理器</td> 
   <td>分布式事务Seata 的核心组件，作用：管理分支事务，包括分支事务的创建、提交、回滚等操作。TM还可以将全局事务进行拆分，以支持巨大的数据集和高并发的访问。当应用程序需要进行分布式事务处理时，TM 负责将所有的操作绑定到一个事务之中，并确保事务处理的完整性和可靠性。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RM</td> 
   <td>协调器，资源管理器</td> 
   <td>RM用于管理本地事务的提交和回滚，利用本地资源管理器来管理资源的控制。RM会为每一个事务分配一个本地唯一的 TXID，并用该 TXID 来协调资源的处理。RM 负责管理应用程序中的下层资源，例如数据库、消息队列和缓存等。当需要进行分布式事务处理时，RM 将会向 TC 注册资源，并处理 RM 的各种事务请求。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AT</td> 
   <td>AT 协调者，自动提交模式</td> 
   <td>在 AT 模式下，应用程序必须执行每个操作时将其更新到中央协调器中。当分布式事务需要撤销时，AT 协调者将根据操作顺序撤销所有的操作。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 四、 Seata 的工作原理 ##

下面详细看一下 Seata 的工作原理

### 4.1 第一步：全局事务的开始 ###

当一个应用程序启动时，Seata会为该应用程序创建一个全局事务，并分配一个全局唯一的 XID。  
该全局事务包含多个分支事务（即 RM），并由 TC 进行协调管理。

### 4.2 第二步：分支事务的注册 ###

在分支事务要参与全局事务之前，它需要先向 TC 注册。当 RM 向 TC 发送“注册”请求时，TC会为该分支事务分配一个本地唯一的 TXID，并将该 TXID 返回给 RM。此时，RM 就可以使用该 TXID 参与经全局事务控制的本地事务处理了。

### 4.3 第三步：分支事务的执行 ###

在分支事务的执行过程中，RM会监控其本地事务的执行，并将执行结果上报给 TC。在此期间，Seata会对全局事务进行管理和控制，以确保其执行一致性。若所有分支事务执行成功，则 TC 认为全局事务执行成功，否则 TC 回滚整个全局事务。

### 4.4 第四步：全局事务的提交或回滚 ###

当所有分支事务执行结束后，TC 会根据相应的协调规则，决定是提交还是回滚该全局事务。如果 TC 决定提交，则 Seata 会将该全局事务提交给 TM 进行处理。TM根据全局事务信息，通知相应 RM 提交本地事务。如果 TC 决定回滚，则 Seata 将调用 RM 回滚所有分支事务及全局事务。

## 五、Seata 的功能特性与优势 ##

Seata 是一个具有以下优点的分布式事务解决方案，下面是 Seata 的主要功能特性：

### 5.1 高可用性和数据一致性 ###

Seata 针对分布式事务的处理提供了可靠性和数据一致性方面的保障，能够在任何时候保证分布式事务的完整性和数据的一致性。 Seata 能够在可扩展的垂直和水平方向上进行扩展，并支持在各种硬件和操作系统平台上运行。

### 5.2 容错处理 ###

Seata 提供高可用性的分布式事务处理，并支持在发生异常时进行容错处理。

### 5.3 简单性 ###

Seata 的使用非常简单，可以在应用程序的工作流中轻松地实现分布式事务。

### 5.4 高性能 ###

Seata 的分布式事务处理具有高性能，可以在快速和可靠的情况下处理大量的分布式事务请求。

### 5.5 开源社区支持 ###

Seata 是一种免费的开源软件，有着强大的开源社区支持和广泛的用户基础。

### 5.6 与 Spring 框架的集成 ###

Seata 可以很容易地集成到 Spring 应用程序中，这对于需要进行分布式事务处理的应用程序非常有益。

1、引入事务的依赖，

2、引入注解：@Transaction

Seata 的AT模式？？？？

Undo日志，回滚日志表。

![在这里插入图片描述][79341df6ee56436abadefc9ae21f408f.png]

TCC模式是什么？

[baf18b8d8fde4ef282b0484b474b4c64.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/b8101425af804d22bcbe9654e401a600.png
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