分布式事务Seata学习笔记

梦里梦外; 2024-03-27 09:22 78阅读 0赞

**目录**

1.Seata 是什么

2. Seata快速开始

2.1 Seata Server（TC）环境搭建

db存储模式+Nacos(注册&配置中心)部署

3. Seata Client快速开始

4.demo源码:springcloudAlibaba: Alibaba微服务学习demo

--------------------

## **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

**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：

![e7a3eefff7a44c1fa8f7cfca0cffb914.png][]

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。

![32080bbc9a234ab2bb90b3139d2a4c24.png][]

**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

![eb4a3d2edcd440378fea9b40e17472e2.png][]

**第二阶段**

分布式事务操作成功，则TC通知RM异步删除undolog

![4989dacd98b94b99897ddd5d2a3050a1.png][]

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。

![6cc6508207fd430d9ced31bbe25603fd.png][]

**整体执行流程**

![655661c408f24d83be1711556e921c07.png][]

**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

![1e8da6d304af4839aa1a7f22f3967b32.png][]

下载对应版本对应操作系统的解压即可。

**步骤二：配置**

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)

![919d6757883d4ef3be903692b648e651.png][]

## transaction log store, only used in seata-server
    store {
      ## store mode: file、db、redis
      mode = "db"
    
      ## database store property
      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://127.0.0.1:3306/seata_server"
        user = "root"
        password = "root"
        minConn = 5
        maxConn = 30
        globalTable = "global_table"
        branchTable = "branch_table"
        lockTable = "lock_table"
        queryLimit = 100
        maxWait = 5000
      }
    }

创建数据库seata\_server

新建表：可以去seata提供的资源信息中下载：

[seata/script at 1.3.0 · seata/seata · GitHub][seata_script at 1.3.0 _ seata_seata _ GitHub]

\\script\\server\\db\\mysql.sq

![81ccbb0f6bf5428c8c300dbde69a10ed.png][]

-- -------------------------------- The script used when storeMode is 'db' --------------------------------
    -- the table to store GlobalSession data
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `global_table`
    (
        `xid`                       VARCHAR(128) NOT NULL,
        `transaction_id`            BIGINT,
        `status`                    TINYINT      NOT NULL,
        `application_id`            VARCHAR(32),
        `transaction_service_group` VARCHAR(32),
        `transaction_name`          VARCHAR(128),
        `timeout`                   INT,
        `begin_time`                BIGINT,
        `application_data`          VARCHAR(2000),
        `gmt_create`                DATETIME,
        `gmt_modified`              DATETIME,
        PRIMARY KEY (`xid`),
        KEY `idx_status_gmt_modified` (`status` , `gmt_modified`),
        KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
    ) ENGINE = InnoDB
      DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
    
    -- the table to store BranchSession data
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `branch_table`
    (
        `branch_id`         BIGINT       NOT NULL,
        `xid`               VARCHAR(128) NOT NULL,
        `transaction_id`    BIGINT,
        `resource_group_id` VARCHAR(32),
        `resource_id`       VARCHAR(256),
        `branch_type`       VARCHAR(8),
        `status`            TINYINT,
        `client_id`         VARCHAR(64),
        `application_data`  VARCHAR(2000),
        `gmt_create`        DATETIME(6),
        `gmt_modified`      DATETIME(6),
        PRIMARY KEY (`branch_id`),
        KEY `idx_xid` (`xid`)
    ) ENGINE = InnoDB
      DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
    
    -- the table to store lock data
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
    (
        `row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,
        `xid`            VARCHAR(128),
        `transaction_id` BIGINT,
        `branch_id`      BIGINT       NOT NULL,
        `resource_id`    VARCHAR(256),
        `table_name`     VARCHAR(32),
        `pk`             VARCHAR(36),
        `status`         TINYINT      NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '0:locked ,1:rollbacking',
        `gmt_create`     DATETIME,
        `gmt_modified`   DATETIME,
        PRIMARY KEY (`row_key`),
        KEY `idx_status` (`status`),
        KEY `idx_branch_id` (`branch_id`),
        KEY `idx_xid` (`xid`)
    ) ENGINE = InnoDB
      DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
    
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `distributed_lock`
    (
        `lock_key`       CHAR(20) NOT NULL,
        `lock_value`     VARCHAR(20) NOT NULL,
        `expire`         BIGINT,
        primary key (`lock_key`)
    ) ENGINE = InnoDB
      DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
    
    INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('AsyncCommitting', ' ', 0);
    INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryCommitting', ' ', 0);
    INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryRollbacking', ' ', 0);
    INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('TxTimeoutCheck', ' ', 0);

注意：

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

![367113cb1d8e4a988a53e74ba49f4fb6.png][]

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**  ###

**步骤三：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

registry {
      # file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
      type = "nacos"
    
      nacos {
        application = "seata-server"
        serverAddr = "127.0.0.1:8848"
        group = "SEATA_GROUP"
        namespace = ""
        cluster = "default"
        username = "nacos"
        password = "nacos"
      }
    }
    
    config {
      # file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3
      type = "nacos"
    
      nacos {
        serverAddr = "127.0.0.1:8848"
        namespace = ""
        group = "SEATA_GROUP"
        username = "nacos"
        password = "nacos"
      }
    }

**步骤四：配置Nacos配置中心**

![2cbb2b1860a74d56bc0c7d518f12225d.png][]

步骤三中截图已经包含本步骤。

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"

**步骤五：配置参数同步到Nacos**

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

![a23460f63d574ef3b5631486caae8055.png][]

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

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"

![0df9fd40540f4fd89e8ebd90b33da507.png][]

运行nacos-config.sh脚本将配置信息同步到nacos，如果nacos开启认证模式则需要在执行脚本时加上用户名和密码（-u 用户名 -w 密码）。

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 ''

![4222dfada9b447558d69d8f8ff90bd5c.png][]

![48c61d70b4714de3bb2b68798ef5f15a.png][]

执行成功后，在nacos控制台可以看到

![418286ffdb5a4c40995f503adca62cb9.png][]

**步骤六：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

![a78687d6f178409984f9c4c5d4eaf337.png][]

启动Seata Server,启动成功，默认端口8091

bin/seata‐server.sh ‐p 8091 ‐n 1

在注册中心中可以查看到seata-server注册成功

![98ebfce1b74f4b938007c958552e66e4.png][]

## **3. Seata Client快速开始**  ##

**声明式事务实现（@GlobalTransactional）**

**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。

![651eed68d0074f2a88dba707339ec77a.png][]

**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**

<dependencies>
            
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
            </dependency>
    
        </dependencies>

**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

如果出现问题：

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

**第四步：修改application.yml配置（用到seata的模块都需要配置）**

# 数据源
    spring:
      datasource:
        username: root
        password: root
        url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata_order?characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone=UTC&
        driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    
        #初始化时运行sql脚本
        schema: classpath:sql/schema.sql
        initialization-mode: never
      application:
        name: alibaba-order-seata
      cloud:
        nacos:
          discovery:
            server-addr: 127.0.0.1:8848
            username: nacos
            password: nacos
        alibaba:
          seata:
            tx-service-group: my_test_tx_group
    #设置mybatis
    mybatis:
      mapper-locations: classpath:com/tulingxueyuan/order/mapper/*Mapper.xml
      #config-location: classpath:mybatis-config.xml
      typeAliasesPackage: com.tulingxueyuan.order.pojo
      configuration:
        mapUnderscoreToCamelCase: true
    server:
      port: 8070
    seata:
      registry:
        # 配置seata的注册中心， 告诉seata client 怎么去访问seata server(TC)
        type: nacos
        nacos:
          server-addr: 127.0.0.1:8848 #seata-server所在的naocs服务地址
          application: seata-server  #seata-server服务名，默认seata-server
          password: nacos
          username: nacos
          group: SEATA_GROUP #默认SEATA_GROUP
      config:
        type: nacos
        nacos:
          server-addr: 127.0.0.1:8848 #seata-server
          username: nacos
          password: nacos
          group: SEATA_GROUP

注意：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

**第四步：微服务发起者（TM 方）需要添加@GlobalTransactional注解**

![7f603c6088134c9c9b6d5ae0dca16e92.png][]

**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

![e87e0d5d976345819f25537fb5e721b4.png][]

## 4.demo源码:[springcloudAlibaba: Alibaba微服务学习demo][springcloudAlibaba_ Alibaba_demo] ##

[e7a3eefff7a44c1fa8f7cfca0cffb914.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/014087ef127e41aaa91e3eb2d7d0f631.png
[32080bbc9a234ab2bb90b3139d2a4c24.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/185e9f4d80704d069f7659b8d213017e.png
[eb4a3d2edcd440378fea9b40e17472e2.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/8e57b15ce0954d07871490d8e0e51695.png
[4989dacd98b94b99897ddd5d2a3050a1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/8d9fdd25550749de8fd51e9724a2eac5.png
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