Seata笔记

背景

产生原因

当架构由单体向多服务演进时，整个系统的可靠性变得难以控制，在单体服务中，一个请求的整个周期，从请求到响应结果，都是在一台服务器上，本地事务可以保证一组数据操作的一致性。

在微服务中，从请求到响应，之间可能跨越多台服务器，多个数据库，本地事务不能在保证事务的一致性。

事务不安全案例

在微服务中，从请求到响应，之间可能跨越多台服务器，多个数据库，如下图，假设有个金融系统，拆分为了多个微服务，每个微服务有自己的数据库，我们现在发起借款这个操作，需要用到以下几个微服务：

这个借款操作，可以抽象概括为以下几个步骤：（理论简化版本）

1. 用户发起借款，调用借款服务的借款接口；
2. 借款同时，在授信服务里 减少授信额度；
3. 借款同时，在资金服务里 增加账户余额；
4. 借款同时，在日志服务里 增加流水记录；

每个服务都是单独部署的，在理想状态下，上述的操作，可以顺利得以执行。

在执行过程中，如果某个服务出现异常：

假设一个常见的场景，资金服务无法正常处理请求，那么，这个链路成为了如下的样子：

1. 用户发起借款，调用借款服务的借款接口；
2. 借款同时，在授信服务里 减少授信额度；
3. 借款同时，在资金服务里 增加账户余额；
4. 借款同时，在日志服务里 增加流水记录；

由于是在多个服务中，本地的Transaction已经无法应对这个情况了，现在系列操作导致了上述的情况，用户的授信额度减少了，流水也记录了，但是用户没有收到钱；

Seata

简介

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AT、TCC、SAGA和XA事务模型，为用户打造一站式的分布式解决方案。

https://seata.io/zh-cn/docs/overview/what-is-seata.html

目前使用的流行度情况是：AT > TCC > Saga

处理流程

• Transaction ID XID：全局唯一的事务ID
• 3组件概念

• Transaction Coordinator(TC) 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。
• Transaction Manager(TM) 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。
• Resource Manager(RM) 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。

对应二阶段提交

• TM开启分布式事务（TM向TC注册全局事务记录）；
• RM向TC汇报资源准备状态；
• TM结束分布式事务，事务一阶段结束（TM通知TC提交/回滚分布式事务）；
• TC汇总事务消息，决定分布式事务是提交还是回滚；
• TC通知所有RM提交/回滚资源，事务二阶段结束。

四种模式

AT模式

自动化分支事务。一种无侵入的分布式事务解决方案。在AT摸下下，用户只需要关注自己的“业务SQL”，用户的“业务SQL”作为第一阶段，Seata 框架会自动生成事务的二阶段提交和回滚操作。

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，只保留一个全局锁在Seata服务端。
• 二阶段：

• 提交异步化（异步删除undo log），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。

与2PC最大的区别是一阶段已经提交事务，然后通过反向补偿的方式进行回滚。

一阶段

进行DML操作时，会生成一条回滚日志，插入到UNDO_LOG表。提交前向TC注册分支，申请全局锁，申请成功后将业务数据的更新和UNDO_LOG日志一并提交给TC；

在一阶段，Seata 会拦截“业务 SQL”，首先解析 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”，然后执行“业务 SQL”更新业务数据，在业务数据更新之后，再将其保存成“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

• 二阶段-提交：

• 收到TC的分支提交请求之后，将请求保存到异步队列中，马上返回提交成功的结果给TC；
• 异步和批量的删除UNDO_LOG日志；

二阶段如果是提交的话，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。

• 二阶段-回滚：

• 通过 XID 和 Branch ID 查找到相应的 UNDO LOG 记录；
• 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；
• 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：
• 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。

默认为读未提交，需要读已提交时，需要使用select for update。

TCC

简介

2019 年 3 月份，Seata 开源了 TCC 模式，该模式由蚂蚁金服贡献。TCC 模式需要用户根据自己的业务场景实现 Try、Confirm 和 Cancel 三个操作；事务发起方在一阶段执行 Try 方式，在二阶段提交执行 Confirm 方法，二阶段回滚执行 Cancel 方法。

TCC 三个方法描述：

• Try：资源的检测和预留；
• Confirm：执行的业务操作提交；要求 Try 成功 Confirm 一定要能成功；
• Cancel：预留资源释放；

TCC设计-业务模型分2阶段设计

用户接入 TCC ，最重要的是考虑如何将自己的业务模型拆成两阶段来实现。

以“扣钱”场景为例，在接入 TCC 前，对 A 账户的扣钱，只需一条更新账户余额的 SQL 便能完成；但是在接入 TCC 之后，用户就需要考虑如何将原来一步就能完成的扣钱操作，拆成两阶段，实现成三个方法，并且保证一阶段 Try 成功的话 二阶段 Confirm 一定能成功。

用户接入 TCC 模式，最重要的事情就是考虑如何将业务模型拆成 2 阶段，实现成 TCC 的 3 个方法，并且保证 Try 成功 Confirm 一定能成功。相对于 AT 模式，TCC 模式对业务代码有一定的侵入性，但是 TCC 模式无 AT 模式的全局行锁，TCC 性能会比 AT 模式高很多。

Saga

简介

Saga 模式是 Seata 即将开源的长事务解决方案，将由蚂蚁金服主要贡献。在 Saga 模式下，分布式事务内有多个参与者，每一个参与者都是一个冲正补偿服务，需要用户根据业务场景实现其正向操作和逆向回滚操作。

分布式事务执行过程中，依次执行各参与者的正向操作，如果所有正向操作均执行成功，那么分布式事务提交。如果任何一个正向操作执行失败，那么分布式事务会去退回去执行前面各参与者的逆向回滚操作，回滚已提交的参与者，使分布式事务回到初始状态。

适用场景

• 业务流程长、业务流程多；
• 参与者包含其他公司或遗留系统服务，无法提供TCC模式要求的三个接口；
• 典型业务系统：如金融网络（与外部金融机构对接）、互联网微贷、渠道整合、分布式架构服务集成等业务系统；
• 银行业金融机构使用广泛

部署

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；

场景

因为 TC 需要进行全局事务和分支事务的记录，所以需要对应的存储。目前，TC 有两种存储模式( store.mode )：

• file 模式：适合单机模式，全局事务会话信息在内存中读写，并持久化本地文件 root.data，性能较高。
• db 模式：适合集群模式，全局事务会话信息通过 db 共享，相对性能差点。

我们采用的方式为db模式+nacos+seata+ 服务集成；

这里采用windows安装方式；

下载地址

https://seata.io/zh-cn/blog/download.html

创建seata-server

解压文件

Nacos创建命名空间

修改配置文件

这里我们采用的是nacos集成seata-server作为配置中心，直接删除file.conf文件；

修改redistry.conf

设置使用nacos注册和配置中心，具体配置如下：

registry {
  # file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
  # 设置使用注册中心的类型为nacos
  type = "nacos"

  # nacos相关配置
  nacos {
    application = "seata-server"
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    group = "SEATA_GROUP"
    namespace = "0b26125a-4557-4ec5-8afb-8531424e126f"
    cluster = "default"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
  eureka {
    serviceUrl = "http://localhost:8761/eureka"
    application = "default"
    weight = "1"
  }
  redis {
    serverAddr = "localhost:6379"
    db = 0
    password = ""
    cluster = "default"
    timeout = 0
  }
  zk {
    cluster = "default"
    serverAddr = "127.0.0.1:2181"
    sessionTimeout = 6000
    connectTimeout = 2000
    username = ""
    password = ""
  }
  consul {
    cluster = "default"
    serverAddr = "127.0.0.1:8500"
    aclToken = ""
  }
  etcd3 {
    cluster = "default"
    serverAddr = "http://localhost:2379"
  }
  sofa {
    serverAddr = "127.0.0.1:9603"
    application = "default"
    region = "DEFAULT_ZONE"
    datacenter = "DefaultDataCenter"
    cluster = "default"
    group = "SEATA_GROUP"
    addressWaitTime = "3000"
  }
  file {
    name = "file.conf"
  }
}

config {
  # file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3
  # 设置使用配置中心的类型为nacos
  type = "nacos"
  
  # nacos相关配置
  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    namespace = "0b26125a-4557-4ec5-8afb-8531424e126f"
    group = "SEATA_GROUP"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
  consul {
    serverAddr = "127.0.0.1:8500"
    aclToken = ""
  }
  apollo {
    appId = "seata-server"
    ## apolloConfigService will cover apolloMeta
    apolloMeta = "http://192.168.1.204:8801"
    apolloConfigService = "http://192.168.1.204:8080"
    namespace = "application"
    apolloAccesskeySecret = ""
    cluster = "seata"
  }
  zk {
    serverAddr = "127.0.0.1:2181"
    sessionTimeout = 6000
    connectTimeout = 2000
    username = ""
    password = ""
    nodePath = "/seata/seata.properties"
  }
  etcd3 {
    serverAddr = "http://localhost:2379"
  }
  file {
    name = "file.conf"
  }
}

导入配置文件至nacos

新版本seata，没有配置文件需要手动下载

seata配置文件

1. 将config.txt下载完成之后放在bin同级目录下；
2. 将nacos下的nacos-config.sh放在/conf目录下；
3. 修改config.txt配置文件信息；

#For details about configuration items, see https://seata.io/zh-cn/docs/user/configurations.html
#Transport configuration, for client and server
transport.type=TCP
transport.server=NIO
transport.heartbeat=true
transport.enableTmClientBatchSendRequest=false
transport.enableRmClientBatchSendRequest=true
transport.enableTcServerBatchSendResponse=false
transport.rpcRmRequestTimeout=30000
transport.rpcTmRequestTimeout=30000
transport.rpcTcRequestTimeout=30000
transport.threadFactory.bossThreadPrefix=NettyBoss
transport.threadFactory.workerThreadPrefix=NettyServerNIOWorker
transport.threadFactory.serverExecutorThreadPrefix=NettyServerBizHandler
transport.threadFactory.shareBossWorker=false
transport.threadFactory.clientSelectorThreadPrefix=NettyClientSelector
transport.threadFactory.clientSelectorThreadSize=1
transport.threadFactory.clientWorkerThreadPrefix=NettyClientWorkerThread
transport.threadFactory.bossThreadSize=1
transport.threadFactory.workerThreadSize=default
transport.shutdown.wait=3
transport.serialization=seata
transport.compressor=none

#Transaction routing rules configuration, only for the client
service.vgroupMapping.default_tx_group=default
#If you use a registry, you can ignore it
service.default.grouplist=127.0.0.1:8091
service.enableDegrade=false
service.disableGlobalTransaction=false

#Transaction rule configuration, only for the client
client.rm.asyncCommitBufferLimit=10000
client.rm.lock.retryInterval=10
client.rm.lock.retryTimes=30
client.rm.lock.retryPolicyBranchRollbackOnConflict=true
client.rm.reportRetryCount=5
client.rm.tableMetaCheckEnable=true
client.rm.tableMetaCheckerInterval=60000
client.rm.sqlParserType=druid
client.rm.reportSuccessEnable=false
client.rm.sagaBranchRegisterEnable=false
client.rm.sagaJsonParser=fastjson
client.rm.tccActionInterceptorOrder=-2147482648
client.tm.commitRetryCount=5
client.tm.rollbackRetryCount=5
client.tm.defaultGlobalTransactionTimeout=60000
client.tm.degradeCheck=false
client.tm.degradeCheckAllowTimes=10
client.tm.degradeCheckPeriod=2000
client.tm.interceptorOrder=-2147482648
client.undo.dataValidation=true
client.undo.logSerialization=jackson
client.undo.onlyCareUpdateColumns=true
server.undo.logSaveDays=7
server.undo.logDeletePeriod=86400000
client.undo.logTable=undo_log
client.undo.compress.enable=true
client.undo.compress.type=zip
client.undo.compress.threshold=64k
#For TCC transaction mode
tcc.fence.logTableName=tcc_fence_log
tcc.fence.cleanPeriod=1h

#Log rule configuration, for client and server
log.exceptionRate=100

#Transaction storage configuration, only for the server. The file, DB, and redis configuration values are optional.
# 存储模式改为db
store.mode=db
store.lock.mode=file
store.session.mode=file
#Used for password encryption
store.publicKey=

#If `store.mode,store.lock.mode,store.session.mode` are not equal to `file`, you can remove the configuration block.
store.file.dir=file_store/data
store.file.maxBranchSessionSize=16384
store.file.maxGlobalSessionSize=512
store.file.fileWriteBufferCacheSize=16384
store.file.flushDiskMode=async
store.file.sessionReloadReadSize=100

#These configurations are required if the `store mode` is `db`. If `store.mode,store.lock.mode,store.session.mode` are not equal to `db`, you can remove the configuration block.
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
# 配置数据库信息
store.db.url=jdbc:mysql://zhangbh:3306/seata?useUnicode=true&rewriteBatchedStatements=true
# 数据库账号
store.db.user=root
# 数据库密码
store.db.password=root
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.distributedLockTable=distributed_lock
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000

#These configurations are required if the `store mode` is `redis`. If `store.mode,store.lock.mode,store.session.mode` are not equal to `redis`, you can remove the configuration block.
store.redis.mode=single
store.redis.single.host=127.0.0.1
store.redis.single.port=6379
store.redis.sentinel.masterName=
store.redis.sentinel.sentinelHosts=
store.redis.maxConn=10
store.redis.minConn=1
store.redis.maxTotal=100
store.redis.database=0
store.redis.password=
store.redis.queryLimit=100

#Transaction rule configuration, only for the server
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000
server.maxCommitRetryTimeout=-1
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
server.rollbackRetryTimeoutUnlockEnable=false
server.distributedLockExpireTime=10000
server.xaerNotaRetryTimeout=60000
server.session.branchAsyncQueueSize=5000
server.session.enableBranchAsyncRemove=false

#Metrics configuration, only for the server
metrics.enabled=false
metrics.registryType=compact
metrics.exporterList=prometheus
metrics.exporterPrometheusPort=9898

4. 执行脚本，将配置文件导入nacos

sh nacos-config.sh -h localhost -p 8848 -g SEATA_GROUP -t 0b26125a-4557-4ec5-8afb-8531424e126f -u nacos -w nacos

执行成功后如图：

创建数据库

1. 创建数据库seata，用于存储全局事务信息；

https://github.com/seata/seata/tree/develop/script/server/db
-- -------------------------------- 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_and_branch_id` (`xid` , `branch_id`)
) 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);

2. 在各个业务库创建undo_log表，用于存储本地事务回滚信息

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;

启动服务

/bin/seata-server.bat

集成

Client使用-项目配置

pom依赖

<dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
            <version>2021.1</version>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>io.seata</groupId>
                    <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <!--seata starter 采用1.4.2版本-->
        <dependency>
            <groupId>io.seata</groupId>
            <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>${seata.version}</version>
        </dependency>

yml配置

# Seata 配置项，对应 SeataProperties 类
seata:
  enabled: true
  # Seata 应用编号，默认为 ${spring.application.name}
  application-id: ${spring.application.name}
  # Seata 事务组编号，用于 TC 集群名
  tx-service-group: ${spring.application.name}-group
  # 是否自动开启数据源代理
  enable-auto-data-source-proxy: true
  # 数据源代理模式，使用AT模式
  data-source-proxy-mode: AT
  # 事务群组,配置项值为TC集群名,需要与服务端保持一致
  service:
    # 虚拟组和分组的映射
    vgroup-mapping:
      account-service-group: default
    # 全局事务开关
    disable-global-transaction: true
  # 整合nacos配置中心
  config:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: localhost
      group: SEATA_GROUP
      namespace: 0b26125a-4557-4ec5-8afb-8531424e126f
      username: nacos
      password: nacos
  # 整合nacos注册中心
  registry:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: localhost
      group: SEATA_GROUP
      namespace: 0b26125a-4557-4ec5-8afb-8531424e126f
      username: nacos
      password: nacos

nacos配置

添加对应yml配置中service.vgroup-mapping.account-service-group，值为default

因为通过该事务组映射配置，最终获取到service.default.grouplist配置项，得到真实TC服务地址。

业务代码使用

@GlobalTransactional即可，如图：