SpringCloud - Seata 分布式事务

前言

该博客为Sentinel学习笔记，主要目的是为了帮助后期快速复习使用
学习视频：7小快速通关SpringCloud
辅助文档：SpringCloud快速通关
源码地址：cloud-demo

一、简介

官网：https://seata.apache.org/zh-cn/
Seata 是一款开源的分布式事务解决方案，旨在解决微服务架构中跨服务的事务一致性问题。它支持多种事务模型（如AT、TCC、SAGA），能够保证跨多个服务和数据库的数据一致性，简化了分布式事务的管理。
在这里插入图片描述

为什么需要使用 Seata？

在分布式系统中，由于涉及多个微服务和多个数据库，事务的一致性和可靠性成为了一个挑战。传统的事务管理机制（如两阶段提交）不适用于复杂的微服务环境，因为它们的成本高、实现复杂且不易扩展。
Seata 的优势体现在以下几个方面：

  • 分布式事务支持：Seata 提供了跨多个服务和数据库的事务支持，确保多个服务的操作能够像一个单一事务一样进行提交或回滚。
  • 性能优化：Seata 采用高效的事务协调机制，通过减少分布式事务处理的开销，显著提升系统性能。
  • 可靠性和容错性：Seata 的设计保证了事务的一致性和可靠性，即使在部分节点发生故障时，也能保证系统的正确性。
  • 简化开发：使用 Seata 时，开发者不需要自己编写复杂的分布式事务处理逻辑，Seata 提供了易用的注解和API，极大地简化了开发工作。
  • 灵活的事务模型：Seata 提供了多种事务模型（AT、TCC、SAGA），可以根据具体业务场景选择合适的事务管理方式，满足不同的需求。
    在这里插入图片描述

二、快速入门

2.1 环境准备

在这里插入图片描述

2.2 原理

在这里插入图片描述

2.2.1 核心组件

Seata分布式事务的工作原理主要涉及三个核心组件：事务协调器（TC）、事务管理器（TM）和资源管理器（RM）。以下是这些组件的详细工作原理：

  • 事务协调器（TC）：TC负责维护全局事务的状态，并协调事务的提交或回滚。 它接收全局事务的开始、提交或回滚请求，协调各个服务的事务执行。TC在收到所有分支事务的提交或回滚确认后，将全局事务状态标记为结束。
  • 事务管理器（TM）：TM负责定义和发起全局事务。 当TM发起一个全局事务时，TC创建一个全局事务ID，并将该事务状态设置为“开始”状态。TM通知TC提交事务，TC依次通知各RM提交其分支事务。如果任一分支事务执行失败或出现异常，TM通知TC回滚事务，TC会依次通知各RM进行回滚操作。
  • 资源管理器（RM）：RM负责管理分支事务（Branch Transaction），并与本地数据库资源交互，确保各个分支事务的提交和回滚操作。 在全局事务的生命周期内，多个服务会分别执行属于自己的本地事务（即分支事务）。每个分支事务在执行前需要向TC注册，并绑定到全局事务ID上。每个服务的RM负责管理分支事务的执行，并与本地资源交互。执行完成后，RM会向TC报告分支事务的执行结果。

2.2.1 实现步骤

Seata的分布式事务管理通过以下步骤实现：

  1. 全局事务开始：当TM发起一个全局事务时，TC创建一个全局事务ID，并将该事务状态设置为“开始”状态。
  2. 注册分支事务：在全局事务的生命周期内，多个服务会分别执行属于自己的本地事务（即分支事务）。每个分支事务在执行前需要向TC注册，并绑定到全局事务ID上。
  3. 分支事务执行：每个服务的RM负责管理分支事务的执行，并与本地资源交互。执行完成后，RM会向TC报告分支事务的执行结果。
  4. 全局提交或回滚：当所有分支事务都执行成功时，TM通知TC提交事务，TC依次通知各RM提交其分支事务。如果任一分支事务执行失败或出现异常，TM通知TC回滚事务，TC会依次通知各RM进行回滚操作。
  5. 事务结束：TC在收到所有分支事务的提交或回滚确认后，将全局事务状态标记为结束。

2.3 seata-server

  1. 下载：https://seata.apache.org/zh-cn/download/seata-server
  2. 解压并启动：seata-server.bat
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    Server端口【TC事务协调者】：8091
    Web可视化界面：http://localhost:7091，账号和密码都为seata
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

2.4 微服务配置

2.4.1 引依赖

	<!-- 分布式事务Seata -->
	<dependency>
	    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
	    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
	</dependency>

2.4.2 配置

每个微服务创建 file.conf文件，完整内容如下；
【微服务只需要复制 service 块配置即可】

#
# Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
# contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
# this work for additional information regarding copyright ownership.
# The ASF licenses this file to You 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.
#

transport {
  # tcp, unix-domain-socket
  type = "TCP"
  #NIO, NATIVE
  server = "NIO"
  #enable heartbeat
  heartbeat = true
  # the tm client batch send request enable
  enableTmClientBatchSendRequest = false
  # the rm client batch send request enable
  enableRmClientBatchSendRequest = true
   # the rm client rpc request timeout
  rpcRmRequestTimeout = 2000
  # the tm client rpc request timeout
  rpcTmRequestTimeout = 30000
  # the rm client rpc request timeout
  rpcRmRequestTimeout = 15000
  #thread factory for netty
  threadFactory {
    bossThreadPrefix = "NettyBoss"
    workerThreadPrefix = "NettyServerNIOWorker"
    serverExecutorThread-prefix = "NettyServerBizHandler"
    shareBossWorker = false
    clientSelectorThreadPrefix = "NettyClientSelector"
    clientSelectorThreadSize = 1
    clientWorkerThreadPrefix = "NettyClientWorkerThread"
    # netty boss thread size
    bossThreadSize = 1
    #auto default pin or 8
    workerThreadSize = "default"
  }
  shutdown {
    # when destroy server, wait seconds
    wait = 3
  }
  serialization = "seata"
  compressor = "none"
}
service {
  #transaction service group mapping
  vgroupMapping.default_tx_group = "default"
  #only support when registry.type=file, please don't set multiple addresses
  default.grouplist = "127.0.0.1:8091"
  #degrade, current not support
  enableDegrade = false
  #disable seata
  disableGlobalTransaction = false
}

client {
  rm {
    asyncCommitBufferLimit = 10000
    lock {
      retryInterval = 10
      retryTimes = 30
      retryPolicyBranchRollbackOnConflict = true
    }
    reportRetryCount = 5
    tableMetaCheckEnable = false
    tableMetaCheckerInterval = 60000
    reportSuccessEnable = false
    sagaBranchRegisterEnable = false
    sagaJsonParser = "fastjson"
    sagaRetryPersistModeUpdate = false
    sagaCompensatePersistModeUpdate = false
    tccActionInterceptorOrder = -2147482648 #Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 1000
    sqlParserType = "druid"
    branchExecutionTimeoutXA = 60000
    connectionTwoPhaseHoldTimeoutXA = 10000
  }
  tm {
    commitRetryCount = 5
    rollbackRetryCount = 5
    defaultGlobalTransactionTimeout = 60000
    degradeCheck = false
    degradeCheckPeriod = 2000
    degradeCheckAllowTimes = 10
    interceptorOrder = -2147482648 #Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 1000
  }
  undo {
    dataValidation = true
    onlyCareUpdateColumns = true
    logSerialization = "jackson"
    logTable = "undo_log"
    compress {
      enable = true
      # allow zip, gzip, deflater, lz4, bzip2, zstd default is zip
      type = zip
      # if rollback info size > threshold, then will be compress
      # allow k m g t
      threshold = 64k
    }
  }
  loadBalance {
      type = "XID"
      virtualNodes = 10
  }
}
log {
  exceptionRate = 100
}
tcc {
  fence {
    # tcc fence log table name
    logTableName = tcc_fence_log
    # tcc fence log clean period
    cleanPeriod = 1h
  }
}

2.4.3 开启全局事务

在最大的方法入口，标记@GlobalTransactional，即可开启全局事务

2.5 二阶提交协议原理

第一阶段：本地事务

  1. 全局事务开始：业务层发起全局事务请求，事务协调者（TC）注册全局事务并生成全局事务ID。
  2. 分支事务注册：各个分支事务（如扣减库存、创建订单、扣减余额）分别向TC注册，申请必要的资源锁（如数据库表的记录锁）。
  3. 执行本地事务：
    • 扣减库存：扣减库存：执行SQL update storage_tbl set count = count - 2 where commodity_code = 'P0001'，更新库存数量。
    • 创建订单：执行订单创建相关的本地事务。
    • 扣减余额：执行扣减账户余额的本地事务。
  4. 记录前后镜像：在执行业务SQL前后，分别查询并记录数据的前后镜像，用于生成回滚日志（UNDO LOG）。
  5. 插入回滚日志：将前后镜像组成的回滚日志插入到UNDO LOG表中，以便在需要时进行数据回滚。
  6. 本地事务提交：将业务数据和UNDO LOG一起保存，并汇报自己提交成功与否的结果。

第二阶段：提交阶段

  1. 分支提交：
    • 收到TC的提交请求后，各个分支事务立即响应OK，表示准备就绪。
    • 给异步任务队列中添加异步任务，异步和批量地删除相应的UNDO LOG记录。
  2. 分支回滚：
    • 如果TC的提交请求未能成功，或者在第一阶段中某个分支事务失败，TC将发起回滚请求。
    • 各个分支事务收到回滚请求后，开启一个本地事务，执行以下任务：
      • 找到对应的UNDO LOG记录。
      • 数据校验：比较后镜像与当前数据，如果不一致，则说明数据被其他渠道修改，需要进行相应处理；如果一致，则执行回滚。
      • 回滚数据：根据UNDO LOG的前镜像内容执行数据修改，完成后删除UNDO LOG。

通过以上流程，Seata确保了分布式事务的原子性，即所有分支事务要么全部成功提交，要么全部回滚，从而保证了数据的一致性。
在这里插入图片描述

2.6 二阶提交协议可视化

2.6.1 观察初始数据库

在这里插入图片描述

2.6.2 设置断点

我们在业务服务BusinessServiceImpl的主方法purchase中给远程调用方法deduct和create加上断点
在这里插入图片描述
并在订单服务OrderServiceImpl的create方法中添加一个除零异常，并在前面加上一个断点
在这里插入图片描述

2.6.3 发起请求，观察数据变化

在浏览器发送请求，http://localhost:11000/purchase?userId=1&commodityCode=P0001&count=2
这里，我们来到第一个断点扣减库存deduct，可以看到控制台打印开启了一个新的全局事务
在这里插入图片描述
此时在Seata控制台中可以观测到这个全局事务
在这里插入图片描述当前没有任何数据提交，即没有全局锁 -> 只有第一阶段本地提交，要修改数据之前，才会申请自己数据的记录锁，即全局锁

在这里插入图片描述
继续放行到第二个断点位置，创建订单create，观察Seata控制台，开启分支事务并查看
可以看到storage_db的分支事务
在这里插入图片描述
而且在全局锁中也可以看到数据 -> 分支事务一定会提交一个数据
在这里插入图片描述
继续观察storage_db数据库，可以看到库存已经被扣减，并且在undo_log表中有一条记录
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
查看rollback_info字段的内容，
在前镜像" beforeImage "中可以看到，在记录修改之前的值为100 "value": 100
后镜像"afterImage"，扣减库存后的数据为，"value": 98

{
  "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.undo.BranchUndoLog",
  "xid": "192.168.4.105:8091:7782838703486791689",
  "branchId": 7782838703486791690,
  "sqlUndoLogs": [
    "java.util.ArrayList",
    [
      {
        "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.undo.SQLUndoLog",
        "sqlType": "UPDATE",
        "tableName": "storage_tbl",
        "beforeImage": {
          "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.sql.struct.TableRecords",
          "tableName": "storage_tbl",
          "rows": [
            "java.util.ArrayList",
            [
              {
                "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.sql.struct.Row",
                "fields": [
                  "java.util.ArrayList",
                  [
                    {
                      "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.sql.struct.Field",
                      "name": "count",
                      "keyType": "NULL",
                      "type": 4,
                      "value": 100
                    },
                    {
                      "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.sql.struct.Field",
                      "name": "id",
                      "keyType": "PRIMARY_KEY",
                      "type": 4,
                      "value": 1
                    }
                  ]
                }
              }
            ]
          ]
        },
        "afterImage": {
          "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.sql.struct.TableRecords",
          "tableName": "storage_tbl",
          "rows": [
            "java.util.ArrayList",
            [
              {
                "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.sql.struct.Row",
                "fields": [
                  "java.util.ArrayList",
                  [
                    {
                      "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.sql.struct.Field",
                      "name": "count",
                      "keyType": "NULL",
                      "type": 4,
                      "value": 98
                    },
                    {
                      "@class": "org.apache.seata.rm.datasource.sql.struct.Field",
                      "name": "id",
                      "keyType": "PRIMARY_KEY",
                      "type": 4,
                      "value": 1
                    }
                  ]
                }
              }
            ]
          ]
        }
      }
    ]
  ]
}

继续放行到第三个断点位置，保存订单orderTblMapper.insert(orderTbl);，观察Seata控制台
可以看到多了account_db的分支事务和全局锁
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
此时数据库的余额和库存均被扣减，并且生成了UNDO LOG记录
在这里插入图片描述
此时继续放行，即会执行int i = 1/0;抛出除零异常，所有数据全部按照前镜像回滚，UNDO LOG记录
在这里插入图片描述

注意：事务事务超时时间为一分钟，调试过程中，一旦超时会报一下错误
may be has finished -> 事务可能完成
branch register failed -> 分支注册事务失败

2025-02-13T22:41:16.010+08:00 ERROR 19556 --- [seata-storage] [io-13000-exec-9] o.a.c.c.C.[.[.[/].[dispatcherServlet]    : Servlet.service() for servlet [dispatcherServlet] in context with path [] threw exception [Request processing failed: org.springframework.transaction.TransactionSystemException: JDBC commit failed] with root cause

org.apache.seata.core.exception.RmTransactionException: branch register failed, xid: 192.168.4.105:8091:7782838703486791747, errMsg: TransactionException[Could not found global transaction xid = 192.168.4.105:8091:7782838703486791747, may be has finished.]

2.7 四种事务模式

2.7.1 AT模式

这是Seata中最常用的一种分布式事务模式，它通过自动的预提交、回滚操作，实现分布式事务的透明化管理。AT模式的核心在于自动处理数据库的事务操作，不需要对业务代码进行侵入性的修改。

2.7.2 TCC模式

适用于需要显式控制分布式事务的场景，确保所有参与者都遵循统一的规则。TCC模式通过三阶段的提交（Try、Confirm、Cancel）来保证最终一致性。适用于夹杂非数据库操作的事务。

2.7.3 Saga模式

适用于复杂的业务流程，每个步骤都可以独立地进行业务逻辑处理。在Saga模式中，业务流程中每个参与者都提交本地事务，当出现某一个参与者失败则补偿前面已经成功的参与者，一阶段正向服务和二阶段补偿服务都由业务开发实现。

2.7.4 XA模式

适用于需要兼容传统数据库系统的场景，支持多种资源管理器。XA模式是强一致性分阶段事务模式，牺牲了一定的可用性，无业务侵入。

2.7.5 切换模式

添加application.yml配置

seata:
  data-source-proxy-mode: AT #默认为AT模式

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网络安全尹毅 《网络安全》

网络安全尹毅 《网络安全》

一 网络安全基本概念 1.网络安全定义 安全在字典中的定义是为了防范间谍活动或蓄意破坏、犯罪、攻击而采取的措施。网络安全就是为了防范计算机网络硬件、软件、数据被偶然或蓄意破坏、篡改、窃听、假冒、泄露、非法访问以及保护网络系统持续有效工作的措施总和。网络安全保护…
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6.appender

6.appender

文章目录 一、前言二、源码解析AppenderUnsynchronizedAppenderBaseOutputStreamAppenderConsoleAppenderFileAppenderRollingFileAppenderFileNamePattern 三、总结 一、前言 前一篇文章介绍了appender、conversionRule、root和logger节点的解析, 为的是为本篇详细介绍它们的…
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P9584 「MXOI Round 1」城市

P9584 「MXOI Round 1」城市

题目描述 小 C 是 F 国的总统&#xff0c;尽管这个国家仅存在于网络游戏中&#xff0c;但他确实是这个国家的总统。 F 国由 n 个城市构成&#xff0c;这 n 个城市之间由 n−1 条双向道路互相连接。保证从任意一个城市出发&#xff0c;都能通过这 n−1 条双向道路&#xff0c;…
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什么是Docker多架构容器镜像

什么是Docker多架构容器镜像

什么是Docker多架构容器镜像 在 Docker 中&#xff0c;同一个 Docker 镜像可以在不同的平台上运行&#xff0c;例如在 x86、ARM、PowerPC 等不同的 CPU 架构上。 为了支持这种多平台的镜像构建和管理&#xff0c;Docker 在 17.06 版本时引入了 Manifest 的概念&#xff0c;在…
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