Seata分布式事务中间件学习和实践

背景：

　　随着业务量的不断增长，单体架构渐渐扛不住巨大的流量，就需要对应用做SOA拆分，每个业务系统都有自己独立的数据库，业务系统间的数据交换进行RPC调用。

　　拿订单、库存、支付业务来说，每个业务都有独立的系统和数据库。当用户下单时，需要同时对订单库、库存库、账户（余额）库进行操作，

传统事务只能保证自己本地库的数据一致性，无法保证调用其他服务的操作是否成功。所以为了保证整个下单的数据一致性，就需要使用分布式事务。

　　实现分布式事务的方案比较多，常见的比如基于 XA 协议的 2PC、3PC，基于业务层的 TCC，还有应用消息队列 + 消息表实现的最终一致性方案。重点说一下Seata中间件

　　官方文档地址：http://seata.io/en-us/docs/overview/what-is-seata.html

Seata：

　　Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture（简单可拓展的自主事务体系结构），是一种高性能、易用的微服务体系结构的开源的分布式事务解决方案

　　Seata 的三个基础组件：

　　1）Transaction Coordinator(TC)： 全局事务协调者，维护全局事务和分支事务的状态，驱动全局事务的提交或回滚。

　　2）Transaction Manager(TM)：事务管理者，定义全局事务的范围：开始全局事务、提交或回滚全局事务

　　3）Resource Manager(RM)：资源管理者，管理分支事务（分支事务（Branch Transaction））与 TC 进行协调注册分支事务并且汇报分支事务的状态，驱动分支事务的提交或回滚。

　　

 　　Seata管理的分布式事务的典型生命周期：

　　1）TM 要求TC 开始新的全局事务。TC生成代表全局事务的XID

　　2）XID通过微服务的调用链传播

　　3）RM将本地事务注册为XID对应的全局事务的分支到TC

　　4）TM请求TC提交或回滚XID对应的全局事务

　　5）TC驱动XID对应全局事务下的所有分支事务，去完成分支提交或回滚

　　

　　Seata 是从两段提交演变而来的一种分布式事务解决方案，提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 等事务模式

　　AT Mode

　　要求项目基于支持本地ACID的关系型数据，且是Java应用通过JDBC访问数据库，且AT 模式需要 UNDO_LOG 表

　　机制：

　　（两阶段提交协议的演变）

　　　　阶段一：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

　　　　阶段二：

　　　　　　提交：异步且快速提交

　　　　　　回滚：做补偿，基于一阶段的回滚日志

　　写隔离实现

　　　　1）阶段一本地事务提交前，需要确保先拿到全局锁（global lock）；

　　　　2）拿不到全局锁，不能提交本地事务；

　　　　3）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，释放本地锁

　　读隔离实现

　　　　在数据库本地事务隔离级别 读已提交（Read Committed） 或以上的基础上，Seata（AT 模式）的默认全局隔离级别是 读未提交（Read Uncommitted） 。

　　　　如果应用在特定场景下，必需要求全局的 读已提交 ，目前 Seata 的方式是通过 SELECT FOR UPDATE 语句的代理。

　　　　SELECT FOR UPDATE 语句的执行会申请 全局锁 ，如果 全局锁 被其他事务持有，则释放本地锁（回滚 SELECT FOR UPDATE 语句的本地执行）并重试。这个过程中，查询是被 block 住的，直到 全局锁 拿到，即读取的相关数据是已提交的，才返回。

　　　　出于总体性能上的考虑，Seata 目前的方案并没有对所有 SELECT 语句都进行代理，仅针对 FOR UPDATE 的 SELECT 语句

 　　

　　附录：

　　回滚日志表 UNDO_LOG：不同数据库在类型上会略有差别。

　　以 MySQL 为例：

-- 注意此处0.7.0+ 增加字段 context
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;

实践：

1、引入依赖

<seata.version>1.4.0</seata.version>

<dependency>
    <groupId>io.seata</groupId>
    <artifactId>seata-all</artifactId>
    <version>${seata.version}</version>
</dependency>