1. 什么是seata

Seata 是一款開源的分布式事務(wù)解決方案，致力于提供高性能和簡單易用的分布式事務(wù)服務(wù)。Seata 將為用戶提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事務(wù)模式，為用戶打造一站式的分布式解決方案。

2. seata發(fā)展歷程

阿里巴巴作為國內(nèi)最早一批進行應(yīng)用分布式（微服務(wù)化）改造的企業(yè)，很早就遇到微服務(wù)架構(gòu)下的分布式事務(wù)問題。阿里巴巴對于分布式事務(wù)問題先后發(fā)布了以下解決方案：

• 2014 年，阿里中間件團隊發(fā)布 TXC（Taobao Transaction Constructor），為集團內(nèi)應(yīng)用提供分布式事務(wù)服務(wù)。

• 2016 年，TXC 在經(jīng)過產(chǎn)品化改造后，以 GTS（Global Transaction Service） 的身份登陸阿里云，成為當(dāng)時業(yè)界唯一一款云上分布式事務(wù)產(chǎn)品。在阿云里的公有云、專有云解決方案中，開始服務(wù)于眾多外部客戶。

• 2019 年起，基于 TXC 和 GTS 的技術(shù)積累，阿里中間件團隊發(fā)起了開源項目 Fescar（Fast & EaSy Commit And Rollback, FESCAR），和社區(qū)一起建設(shè)這個分布式事務(wù)解決方案。

• 2019 年 fescar 被重命名為了seata（simple extensiable autonomous transaction architecture）。

• TXC、GTS、Fescar 以及 seata 一脈相承，為解決微服務(wù)架構(gòu)下的分布式事務(wù)問題交出了一份與眾不同的答卷。

3. seata中相關(guān)事務(wù)概念

• 全局事務(wù)：全局事務(wù)指的是一次性操作多個資源管理器完成的事務(wù)，由一組分支事務(wù)（本地事務(wù)）組成。

• 分支事務(wù)（本地事務(wù)）：本地事務(wù)由本地資源管理器（通常指數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBMS，例如 MySQL、Oracle 等）管理，嚴格地支持 ACID 特性，高效可靠。本地事務(wù)不具備分布式事務(wù)的處理能力，隔離的最小單位受限于資源管理器，即本地事務(wù)只能對自己數(shù)據(jù)庫的操作進行控制，對于其他數(shù)據(jù)庫的操作則無能為力。

4. seata的工作流程相關(guān)概念

Seata 對分布式事務(wù)的協(xié)調(diào)和控制，主要是通過 XID 和 3 個核心組件實現(xiàn)的。

XID

XID 是全局事務(wù)的唯一標(biāo)識，它可以在服務(wù)的調(diào)用鏈路中傳遞，綁定到服務(wù)的事務(wù)上下文中。

核心組件

Seata的核心組件可分為Seata服務(wù)端和Seata客戶端兩類

Seata 定義了 3 個核心組件：

• TC（Transaction Coordinator）：事務(wù)協(xié)調(diào)器，直接調(diào)度事務(wù)參與者RM。負責(zé)將RM的反饋結(jié)果響應(yīng)給TM，并聽從TM的最終決議，將具體決議（提交或回滾）發(fā)送給RM執(zhí)行。相當(dāng)于中間人，主要負責(zé)維護全局事務(wù)和分支事務(wù)的狀態(tài)。

• TM（Transaction Manager）：事務(wù)管理器，它是事務(wù)的發(fā)起者（具體的微服務(wù)）。根據(jù)RM第一階段的執(zhí)行結(jié)果，進行決議。并將決議反饋給TC。相當(dāng)于發(fā)號施令的

• RM（Resource Manager）：資源管理器，其實就是事務(wù)的參與者。獲取TC的執(zhí)行命令具去執(zhí)行分支事務(wù)的第一階段以及第二階段，并將執(zhí)行結(jié)果反饋給TC，相當(dāng)于具體做事的

以上三個組件相互協(xié)作，TC 以 Seata 服務(wù)器（Server）形式獨立部署，TM 和 RM 則是以 Seata Client 的形式集成在微服務(wù)中運行。

5. seata的工作流程

TC 以 Seata 服務(wù)器（Server）形式獨立部署，TM 和 RM 則是以 Seata Client 的形式集成在微服務(wù)中運行，

整體工作流程如圖：

Seata 的整體工作流程如下：

1. TM 向 TC 申請開啟一個全局事務(wù)，全局事務(wù)創(chuàng)建成功后，TC 會針對這個全局事務(wù)生成一個全局唯一的 XID（此時，由TM發(fā)起的全局事務(wù)已經(jīng)開啟）

2. XID 通過服務(wù)的調(diào)用鏈傳遞到其他服務(wù)

3. RM 向 TC 注冊一個分支事務(wù)，并將其納入 XID 對應(yīng)全局事務(wù)的管轄（事務(wù)參與者執(zhí)行本地事務(wù)，此時分支事務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完成，并反饋給TC執(zhí)行結(jié)果?？梢岳斫鉃锳T模式下的第一個階段）

4. TM 根據(jù) TC 收集的各個分支事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果，向 TC 發(fā)起全局事務(wù)提交或回滾決議（事務(wù)協(xié)調(diào)者根據(jù)事務(wù)管理者的決議，發(fā)送提交或回滾的調(diào)度命令，可以理解為AT模式下的第二階段）

5. TC 調(diào)度 XID 下管轄的所有分支事務(wù)完成提交或回滾操作

6. seata的AT模式

seata中提供了了XA、TCC、SAGA、TC四種模式。其中TC模式應(yīng)用最為廣泛，可應(yīng)對大多數(shù)業(yè)務(wù)場景。也是seata的主要模式

前提

• 基于支持本地 ACID 事務(wù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。例如mysql，oracle

• Java 應(yīng)用，通過 JDBC 訪問數(shù)據(jù)庫。（mybaits、mybatisplus、springdatajpa）

整體機制

官網(wǎng)描述：

兩階段提交協(xié)議的演變：

• 一階段：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和回滾日志記錄在同一個本地事務(wù)中提交（提交前需要獲取到全局鎖），釋放本地鎖和連接資源。

• 二階段：

? ? ?提交異步化，非?？焖俚赝瓿?。

? ? ?回滾通過一階段的回滾日志進行反向補償。

其實AT模式可以理解為XA二階段提交的一個變種，將二階段提交的部分在一定階段就已完成，而二階段的回滾操作是通過回滾日志完成，并是不依賴于數(shù)據(jù)庫的事務(wù)機制。也就是說一階段數(shù)據(jù)實際上已經(jīng)提交了，與此同時原子性提交的還有對應(yīng)的回滾日志

寫隔離

• 一階段本地事務(wù)提交前，需要確保先拿到 全局鎖 。

• 拿不到 全局鎖 ，不能提交本地事務(wù)。

• 拿 全局鎖 的嘗試被限制在一定范圍內(nèi)，超出范圍將放棄，并回滾本地事務(wù)，釋放本地鎖。此時一階段等于失敗

讀隔離

在數(shù)據(jù)庫本地事務(wù)隔離級別 讀已提交（Read Committed） 或以上的基礎(chǔ)上，Seata（AT 模式）的默認全局隔離級別是 讀未提交（Read Uncommitted） 。

如果應(yīng)用在特定場景下，必需要求全局的 讀已提交 ，目前 Seata 的方式是通過 SELECT FOR UPDATE 語句的代理。

7. seata的AT模式具體執(zhí)行流程

假設(shè)前置條件

假設(shè)當(dāng)前存在一個業(yè)務(wù)表：product

分支事務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯：

update product set name = 'GTS' where name = 'TXC';

一階段

• 解析 SQL：得到 SQL 的類型（UPDATE），表（product），條件（where name = 'TXC'）等相關(guān)的信息。

• 查詢前鏡像：根據(jù)解析得到的條件信息，生成查詢語句，定位數(shù)據(jù)。這一步的目的為了后續(xù)回滾

select id, name, since from product where name = 'TXC';

• 執(zhí)行業(yè)務(wù) SQL：更新這條記錄的 name 為 'GTS'。

• 查詢后鏡像：根據(jù)主鍵ID進行查詢。這一步的目的是為了防止存在其他線程修改數(shù)據(jù)，后續(xù)比對使用

select id, name, since from product where id = 1;

• 插入回滾日志：把前后鏡像數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù) SQL 相關(guān)的信息組成一條回滾日志記錄，插入到 UNDO_LOG 表中

{
? ? ?"branchId": 641789253,
? ? ? "undoItems": [{
? ? ? ? ? ?"afterImage": {
? ? ? ? ? ? ? ? "rows": [{
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"fields": [{
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "name": "id",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"type": 4,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"value": 1
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }, {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"name": "name",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"type": 12,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"value": "GTS"
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?}, {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"name": "since",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"type": 12,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "value": "2014"
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }]
? ? ? ? ? ? ? ?}],
? ? ? ? ? ? ? "tableName": "product"
? ? ? ? ?},
? ? ? ? "beforeImage": {
? ? ? ? ? ? ? ? ??"rows": [{
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"fields": [{
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"name": "id",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"type": 4,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"value": 1
? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?}, {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"name": "name",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"type": 12,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"value": "TXC"
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }, {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "name": "since",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "type": 12,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?"value": "2014"
? ? ? ? ? ? ? ? ? ??}]
? ? ? ? ? ? ? }],
? ? ? ? ? ? ?"tableName": "product"
? ? ?? ? },
? ? ? ? ? "sqlType": "UPDATE"
?? ? }],
? ? ?"xid": "xid:xxx"
}

• 提交前，向 TC 注冊分支：申請 product 表中，主鍵值等于 1 的記錄的 全局鎖 。

• 本地事務(wù)提交：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的更新和前面步驟中生成的 UNDO LOG 一并提交。

• 將本地事務(wù)提交的結(jié)果上報給 TC。

二階段-提交

相關(guān)業(yè)務(wù)在一階段已經(jīng)提交了，二階段只需要刪除已經(jīng)沒有用處的回滾日志即可。同時還是異步刪除，效率更高

• 收到 TC 的提交指令，把請求放入一個異步任務(wù)的隊列中，馬上返回提交成功的結(jié)果給 TC。

• 異步任務(wù)階段將異步和批量地刪除相應(yīng) UNDO LOG 記錄。

二階段-回滾

相關(guān)業(yè)務(wù)在一階段已經(jīng)提交了，所以二階段的回滾相當(dāng)于又開啟了一個事務(wù)。一階段保存的后鏡像來用于對比是否有其他動作修改了這條數(shù)據(jù)，一階段保存的前鏡像用于回滾語句的生成

• 收到 TC 的回滾指令，開啟一個本地事務(wù)，執(zhí)行如下操作。

• 通過 XID 和 Branch ID 查找到相應(yīng)的 UNDO LOG 記錄。

• 數(shù)據(jù)校驗：拿 UNDO LOG 中的后鏡像與當(dāng)前數(shù)據(jù)進行比較，如果有不同，說明數(shù)據(jù)被當(dāng)前全局事務(wù)之外的動作做了修改。這種情況，需要根據(jù)配置策略來做處理

• 根據(jù) UNDO LOG 中的前鏡像和業(yè)務(wù) SQL 的相關(guān)信息生成并執(zhí)行回滾的語句，同時刪除已經(jīng)無用的回滾日志

update product set name = 'TXC' where id = 1;

• 提交本地事務(wù)。并把本地事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果（即分支事務(wù)補償?shù)慕Y(jié)果）上報給 TC。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-781878.html

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