SpringCloud Alibaba Seata2.0分布式事务AT模式实践总结

这里我们划分订单、库存与支付三个module来实践Seata的分布式事务。

依赖版本(jdk17)：

<spring.boot.version>3.1.7</spring.boot.version>
<spring.cloud.version>2022.0.4</spring.cloud.version>
<spring.cloud.alibaba.version>2022.0.0.0-RC2</spring.cloud.alibaba.version>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>${spring.boot.version}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
    <version>${spring.cloud.version}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>
<!--springcloud alibaba 2022.0.0.0-RC2-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
    <version>${spring.cloud.alibaba.version}</version>
    <type>pom</type>
    <scope>import</scope>
</dependency>

【1】构建基础module

这里我们构建order、account和storage三个module，也就是演示订单的流程：创建订单、扣减库存、扣减账户余额。

Seata分TC、TM和RM三个角色，TC（Server端）为单独服务端部署，TM和RM（Client端）由业务系统集成。

整体module如下，module之间使用openfign进行调用。以订单模块为例进行说明，其他两个相似。

seata-account-service2003
seata-order-service2001
seata-storage-service2002

① pom依赖

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

② yml配置

server:
  port: 2001

spring:
  application:
    name: seata-order-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848         #Nacos服务注册中心地址
  # ==========applicationName + druid-mysql8 driver===================
  datasource:
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata_order?characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone=GMT%2B8&rewriteBatchedStatements=true&allowPublicKeyRetrieval=true
    username: root
    password: 123456
# ========================mybatis===================
mybatis:
  mapper-locations: classpath:mapper/*.xml
  type-aliases-package: com.jane.cloud.entities
  configuration:
    map-underscore-to-camel-case: true

# ========================seata===================
seata:
  registry:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      namespace: ""
      group: SEATA_GROUP
      application: seata-server
  tx-service-group: default_tx_group # 事务组，由它获得TC服务的集群名称
  service:
    vgroup-mapping: # 点击源码分析
      default_tx_group: default # 事务组与TC服务集群的映射关系
  data-source-proxy-mode: AT

logging:
  level:
    io:
      seata: info

这里重点关注Seata的配置，相比1.0版本，Seata2.0版本无论是server端还是client端配置均进行了优化。

③ 创建undo_log表

undo_log建表、配置参数(仅AT模式)。SQL脚本地址：https://github.com/apache/incubator-seata/blob/2.x/script/client/at/db/mysql.sql


-- 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`);

最终数据库效果如下图：

在这里插入图片描述

【2】不添加@GlobalTransactional进行测试

如下所示，我们在订单处理方法里面进行远程调用扣减库存、扣减账户。service方法未添加@GlobalTransactional注解，也就是不启用分布式事务。

public void create(Order order)
    {
        //xid全局事务id的检查，重要
        String xid = RootContext.getXID();
        //1 新建订单
        log.info("---------------开始新建订单: "+"\t"+"xid: "+xid);
        //订单新建时默认初始订单状态是零
        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)
        {
            // 从mysql里面查出刚插入的记录
            orderFromDB = orderMapper.selectOne(order);
            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 扣减账户余额
            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
            //将订单状态从零修改为1，表示已经完成
            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: "+xid);
    }

那么假设account抛了异常，此时应该插入了订单并扣减了库存，但是账户余额没有扣除。我们修改AccountServiceImpl 使其超时：

public class AccountServiceImpl implements AccountService
{
    @Resource
    AccountMapper accountMapper;

    /**
     * 扣减账户余额
     */
    @Override
    public void decrease(Long userId, Long money)
    {
        log.info("------->account-service中扣减账户余额开始");

        accountMapper.decrease(userId,money);

        myTimeOut();
        log.info("------->account-service中扣减账户余额结束");
    }

    /**
     * 模拟超时异常，全局事务回滚
     */
    private static void myTimeOut()
    {
        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(65); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
    }
}

此时我们查看数据库，可以验证上述推测是正确的：插入了订单并扣减了库存，但是账户余额没有扣除。其实这也就是我们为什么要引入分布式事务处理的原因：在分布式体系中，@Transactional 注解只能控制本地事务，不能控制其他服务事务，故而会引起分布式事务问题。

【3】添加@GlobalTransactional进行测试

如下所示，我们修改create方法如下：

# 添加全局事务注解
@GlobalTransactional(name = "create-order",rollbackFor = Exception.class) //AT
public void create(Order order)
{
    //xid全局事务id的检查，重要
    String xid = RootContext.getXID();
    //1 新建订单
    log.info("---------------开始新建订单: "+"\t"+"xid: "+xid);
    //订单新建时默认初始订单状态是零
    order.setStatus(0);
    //...
}

再次进行测试，仍然让account抛出异常。此时我们看控制台发现均已进行了回滚：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
数据库订单表、账户表以及库存表并没有产生脏数据，说明分布式事务生效。

我们再次测试，在account方法处打上断点，那么order模块会抛出超时异常：feign.RetryableException: Read timed out 。

这时TC就会让各个分支事务进行回滚，比如库存模块：

在这里插入图片描述

在Seata的控制台，我们可以看到目前只有account持有全局锁：

在这里插入图片描述

事务信息界面目前状态为RollbackRetrying，也就是重复尝试回滚（因为我们debug中）。

在这里插入图片描述
此时order分支二阶段回滚也已成功，但是全局事务回滚还未成功。

我们释放account的断点，使其二阶段回滚成功，此时全局事务也会回滚成功。

在这里插入图片描述

【4】AT模式如何做到对业务的无侵入

官网地址：Seata 是什么? Seata默认是AT模式，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。

① 一阶段加载

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。
在这里插入图片描述

② 二阶段提交

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。

在这里插入图片描述

③ 二阶段回滚

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。

在这里插入图片描述

【5】复习：@Transactional事务注解什么时候失效

@Transactional 注解可能会在以下几种情况下失效：

非public方法：当@Transactional注解应用在非public修饰的方法上时，事务管理将不会生效。这是因为在Spring AOP（面向切面编程）代理机制中，事务拦截器仅对public方法进行拦截处理。
自我调用：在一个类的内部，一个带有@Transactional注解的方法直接被另一个没有事务注解的方法调用时，事务可能不会生效。因为在这种情况下，调用是直接发生的，没有经过Spring的代理对象，从而不会触发事务管理。
未被Spring管理的类：如果带有@Transactional注解的类没有被Spring容器管理（例如，没有使用@Component、@Service等注解标记，或者没有在Spring配置中声明），事务注解将不起作用。
异常处理不当：如果在事务方法中捕获并吞没了应导致事务回滚的异常（通常是未检查异常，如RuntimeException），事务可能不会回滚。除非在@Transactional注解中明确指定了rollbackFor属性来捕获特定类型的异常。
代理模式问题：使用基于Java接口的代理时（Spring默认的代理方式），只有通过接口调用的方法才会被代理增强，如果直接在实现类上调用方法（而不是通过接口），事务可能不会生效。
事务传播行为设置不当：如果方法的事务传播行为配置不当（例如，一个事务方法调用另一个事务方法时，传播行为设置为PROPAGATION_NOT_SUPPORTED或PROPAGATION_NEVER），可能导致事务不生效或被挂起。
缺少数据库事务支持：如果底层数据访问技术不支持事务管理，如使用了非事务性的JDBC连接或某些NoSQL数据库操作，即使@Transactional注解正确使用，也无法实现事务管理。