一、介绍:
Seata是阿里巴巴旗下的产品,是一款开源的分布式事务解决方案,旨在解决分布式事务问题。
我们有必要先了解一下分布式事务:
在微服务体系中,每一个模块都有链接一个数据库,那么如果有多个模块之间相互调用,怎样保证各个模块之间的事务一致性,由此引出了分布式事务。
在同一个数据库中,我们要保证事物的一致性是很简单的。因为MySQL是基于单机事物的,所以一旦遇到跨库的场景,那么MySQL数据库就无能为力了。在这种情景下,seata蕴育而生。
二、seata的下载和启动:
seata的官网:Apache Seata
seata的下载地址:
https://github.com/apache/incubator-seata/releases/download/v2.0.0/seata-server-2.0.0.zip
有三个概念要先了解:
TC是事务协调器(就是Seata本身),负责管理全局事务的执行过程。它生成全局唯一的事务ID,并协调各个分支事务的提交或回滚,以确保数据的一致性。有且仅有一个
TM是事务管理器,(标注全局@GlobalTransactional启动入口动作的微服务模块)负责发起全局事务的提交或回滚请求,并与TC交互以执行相应操作。它与业务逻辑代码交互,触发分支事务的执行,并根据TC的指示来决定全局事务的最终状。有且仅有一个
.RM是资源管理器,(各个模块的MySQL数据库本身)负责管理分支事务的资源,如数据库、消息队列、缓存等。它接收TC的指令并执行相应的事务操作,以确保分支事务的一致性。可以有多个
总的来说,TC负责全局事务的协调和管理,TM负责全局事务的发起和控制,RM负责具体资源的管理和事务操作。它们共同协作,实现了Seata分布式事务框架的核心功能,确保分布式系统中事务的一致性和可靠性。
下载完seata之后,要使用seata要现在本地的MySQL数据库中新建一个数据库seata,来记录seata在运行过程中的信息;
CREATE DATABASE seata;
USE seata;
sql脚本:
-- -------------------------------- 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;
创建好库和表之后,更改seata的内容来启动seata:
在seata的conf文件夹下,找到application.yml;
更改application.yml文件,启动seata:
# Copyright 1999-2019 Seata.io Group.
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
server:
port: 7091
spring:
application:
name: seata-server
logging:
config: classpath:logback-spring.xml
file:
path: ${log.home:${user.home}/logs/seata}
extend:
logstash-appender:
destination: 127.0.0.1:4560
kafka-appender:
bootstrap-servers: 127.0.0.1:9092
topic: logback_to_logstash
console:
user:
username: seata
password: seata
seata:
config:
type: nacos
# support: nacos, consul, apollo, zk, etcd3
nacos:
server-addr: 192.168.231.110:8848
namespace:
group: SEATA_GROUP
username:
password:
context-path:
##if use MSE Nacos with auth, mutex with username/password attribute
#access-key:
#secret-key:
data-id: seataServer.properties
registry:
# support: nacos, eureka, redis, zk, consul, etcd3, sofa
type: nacos
# preferred-networks: 30.240.*
nacos:
application: seata-server
server-addr: 192.168.231.110:8848
group: SEATA_GROUP
namespace:
cluster: default
username:
password:
context-path:
store:
mode: db
# support: file 、 db 、 redis 、 raft
db:
datasource: druid
db-type: mysql
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?rewriteBatchedStatements=true
user: root
password: 123456
min-conn: 10
max-conn: 100
global-table: global_table
branch-table: branch_table
lock-table: lock_table
distributed-lock-table: distributed_lock
query-limit: 1000
max-wait: 5000
# server:
# service-port: 8091 #If not configured, the default is '${server.port} + 1000'
security:
secretKey: SeataSecretKey0c382ef121d778043159209298fd40bf3850a017
tokenValidityInMilliseconds: 1800000
ignore:
urls: /,/**/*.css,/**/*.js,/**/*.html,/**/*.map,/**/*.svg,/**/*.png,/**/*.jpeg,/**/*.ico,/api/v1/auth/login,/metadata/v1/**
根据你nacos、MySQL表的信息,进行相应的更改;
先启动nacos、再启动seata;(seata的启动在bin下的seata-server.bat)
可以看到seata已经作为一个模块注册进了nacos中;
访问7091端口,可以看到seata的图形化界面(用户名和密码都是seata)
三、在spring cloud微服务中使用seata
版本:spring boot3.1.15、spring cloud2022、spring cloud alibaba2022.0.0.0-RC2、nacos2.2.2、seata2.0
注意版本的搭配是非常重要的!!!
本次演示seata使用到三个模块、三个数据库、三张表;
一个简单的业务代码如下:
一个订单表下订单、然后订单模块调用库存模块减库存,库存模块调用用户模块扣余额,最终再修改订单的状态;
下订单 --->减库存---->扣余额---->修改(订单)状态
创建三个数据库order、storage、user;并在这三个数据库中创建相应的表单并插入数据;(需要特别说明的是,要使用seata做分布式事务管理,需要再每一个模块绑定的数据库中新建一个undo_log表,这是seata官方强制要求的。这张表用来进行日志的记录和数据的回滚)
建表语句如下:
-- for AT mode you must to init this sql for you business database. the seata server not need it.
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `undo_log`
(
`branch_id` BIGINT NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
`xid` VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
`context` VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
`rollback_info` LONGBLOB NOT NULL COMMENT 'rollback info',
`log_status` INT(11) NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
`log_created` DATETIME(6) NOT NULL COMMENT 'create datetime',
`log_modified` DATETIME(6) NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`, `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 DEFAULT CHARSET = utf8mb4 COMMENT ='AT transaction mode undo table';
ALTER TABLE `undo_log` ADD INDEX `ix_log_created` (`log_created`);
接下来编写相应的代码来实现seata的分布式事务(其实就一个)
1、在每个模块中引入seata的依赖:
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>
2、将这三个模块都注册进nacos;加上seata-server应该是四个服务。如果有gateway网关就是5个服务
3、在OrderController中新建一个get方法,用来生成一个订单;
@RestController
public class OrderController {
@Resource
private OrderService orderService;
/**
* 创建订单
*/
@GetMapping("/order/create")
public ResultData create(Order order)
{
orderService.create(order);
return ResultData.success(order);
}
}
在service实现类中编写相应的代码,(主要是@GlobalTransactional注解的使用)
@Slf4j
@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService
{
@Resource
private OrderMapper orderMapper;
@Resource//订单微服务通过OpenFeign去调用库存微服务
private StorageFeignApi storageFeignApi;
@Resource//订单微服务通过OpenFeign去调用账户微服务
private AccountFeignApi accountFeignApi;
@Override
@GlobalTransactional(name = "zzyy-create-order",rollbackFor = Exception.class) //AT
//@GlobalTransactional @Transactional(rollbackFor = Exception.class) //XA
public void create(Order order) {
//xid检查
String xid = RootContext.getXID();
//1. 新建订单
log.info("==================>开始新建订单"+"\t"+"xid_order:" +xid);
//订单状态status:0:创建中;1:已完结
order.setStatus(0);
int result = orderMapper.insertSelective(order);
//插入订单成功后获得插入mysql的实体对象
Order orderFromDB = null;
if(result > 0)
{
orderFromDB = orderMapper.selectOne(order);
//orderFromDB = orderMapper.selectByPrimaryKey(order.getId());
log.info("-------> 新建订单成功,orderFromDB info: "+orderFromDB);
System.out.println();
//2. 扣减库存
log.info("-------> 订单微服务开始调用Storage库存,做扣减count");
storageFeignApi.decrease(orderFromDB.getProductId(), orderFromDB.getCount());
log.info("-------> 订单微服务结束调用Storage库存,做扣减完成");
System.out.println();
//3. 扣减账号余额
log.info("-------> 订单微服务开始调用Account账号,做扣减money");
accountFeignApi.decrease(orderFromDB.getUserId(), orderFromDB.getMoney());
log.info("-------> 订单微服务结束调用Account账号,做扣减完成");
System.out.println();
//4. 修改订单状态
//订单状态status:0:创建中;1:已完结
log.info("-------> 修改订单状态");
orderFromDB.setStatus(1);
Example whereCondition=new Example(Order.class);
Example.Criteria criteria=whereCondition.createCriteria();
criteria.andEqualTo("userId",orderFromDB.getUserId());
criteria.andEqualTo("status",0);
int updateResult = orderMapper.updateByExampleSelective(orderFromDB, whereCondition);
log.info("-------> 修改订单状态完成"+"\t"+updateResult);
log.info("-------> orderFromDB info: "+orderFromDB);
}
System.out.println();
log.info("==================>结束新建订单"+"\t"+"xid_order:" +xid);
}
}
那两个模块中的内容都差不多,我就不在这粘了、浪费地方。通过OpenFeign来实现远程调用这两个模块
一次监控中会生成一个唯一的xid,
String xid = RootContext.getXID();
如果一切都正常的话,当然是会生成一个订单数据,并且相应的库存和余额也会减少;
但如果出现故障的话,如果不加@GlobalTransactional注解,那么到哪一步出现故障,之前的数据库操作正常,后续的数据库就直接异常了。假如我们在最后一个user模块出现的异常,导致程序暂停,那么会出现生成一个状态为0的订单,并且响应的库存减少、但用户余额不变。这显然是一个重大的bug。但如果我们加上的@GlobalTransactional注解,那么本次操作出现异常的话,三张数据库都会回滚。
(注意seata分布式事务起作用时,会给所有参与的模块的数据库资源,也就是RM,加锁。在这期间是不允许修改响应的数据库的)
undo_log表是seata官方要求我们在每一个数据库中都要建立的一张表;它的作用是:
如果正常情况没有异常,那么正常提交;如果出现异常,那么undo_log表会记录上一次数据库的数据,以便于异常之后的回滚;
四、总结:
我们之前的步骤都是建立在seata的AT模式上;
AT 模式是 Seata 创新的一种非侵入式的分布式事务解决方案,Seata 在内部做了对数据库操作的代理层,我们使用 Seata AT 模式时,实际上用的是 Seata 自带的数据源代理 DataSourceProxy,Seata 在这层代理中加入了很多逻辑,比如插入回滚 undo_log 日志,检查全局锁等。
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:
- 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。
在一阶段,Seata 会拦截“业务 SQL”,
1 解析 SQL 语义,找到“业务 SQL”要更新的业务数据,在业务数据被更新前,将其保存成“before image”,
2 执行“业务 SQL”更新业务数据,在业务数据更新之后,
3 其保存成“after image”,最后生成行锁。
以上操作全部在一个数据库事务内完成,这样保证了一阶段操作的原子性。
二阶段分为两种情况:
1、正常提交:
二阶段如是顺利提交的话,
因为“业务 SQL”在一阶段已经提交至数据库,所以Seata框架只需将一阶段保存的快照数据和行锁删掉,完成数据清理即可。
2、异常回滚:
二阶段如果是回滚的话,Seata 就需要回滚一阶段已经执行的“业务 SQL”,还原业务数据。
回滚方式便是用“before image”还原业务数据;但在还原前要首先要校验脏写,对比“数据库当前业务数据”和 “after image”,
如果两份数据完全一致就说明没有脏写,可以还原业务数据,如果不一致就说明有脏写,出现脏写就需要转人工处理。