什么是分布式事務(wù)？銀行跨行轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)是一個典型分布式事務(wù)場景，假設(shè)A需要跨行轉(zhuǎn)賬給B，那么就涉及兩個銀行的數(shù)據(jù)，無法通過一個數(shù)據(jù)庫的本地事務(wù)保證轉(zhuǎn)賬的ACID，只能夠通過分布式事務(wù)來解決。

分布式事務(wù)就是指事務(wù)的發(fā)起者、資源及資源管理器和事務(wù)協(xié)調(diào)者分別位于分布式系統(tǒng)的不同節(jié)點之上。在上述轉(zhuǎn)賬的業(yè)務(wù)中，用戶A-100操作和用戶B+100操作不是位于同一個節(jié)點上。本質(zhì)上來說，分布式事務(wù)就是為了保證在分布式場景下，數(shù)據(jù)操作的正確執(zhí)行。

什么是TCC分布式事務(wù)，TCC是Try、Confirm、Cancel三個詞語的縮寫，最早是由 Pat Helland 于 2007 年發(fā)表的一篇名為《Life beyond Distributed Transactions:an Apostate’s Opinion》的論文提出。

TCC組成

TCC分為3個階段

• Try 階段：嘗試執(zhí)行，完成所有業(yè)務(wù)檢查（一致性）, 預(yù)留必須業(yè)務(wù)資源（準(zhǔn)隔離性）
• Confirm 階段：如果所有分支的Try都成功了，則走到Confirm階段。Confirm真正執(zhí)行業(yè)務(wù)，不作任何業(yè)務(wù)檢查，只使用 Try 階段預(yù)留的業(yè)務(wù)資源
• Cancel 階段：如果所有分支的Try有一個失敗了，則走到Cancel階段。Cancel釋放 Try 階段預(yù)留的業(yè)務(wù)資源。

TCC分布式事務(wù)里，有3個角色，與經(jīng)典的XA分布式事務(wù)一樣：

• AP/應(yīng)用程序，發(fā)起全局事務(wù)，定義全局事務(wù)包含哪些事務(wù)分支
• RM/資源管理器，負(fù)責(zé)分支事務(wù)各項資源的管理
• TM/事務(wù)管理器，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)全局事務(wù)的正確執(zhí)行，包括Confirm，Cancel的執(zhí)行，并處理網(wǎng)絡(luò)異常

如果我們要進(jìn)行一個類似于銀行跨行轉(zhuǎn)賬的業(yè)務(wù)，轉(zhuǎn)出（TransOut）和轉(zhuǎn)入（TransIn）分別在不同的微服務(wù)里，一個成功完成的TCC事務(wù)典型的時序圖如下：

TCC實踐

對于前面的跨行轉(zhuǎn)賬操作，最簡單的做法是，在Try階段調(diào)整余額，在Cancel階段反向調(diào)整余額，Confirm階段則空操作。這么做帶來的問題是，如果A扣款成功，金額轉(zhuǎn)入B失敗，最后回滾，把A的余額調(diào)整為初始值。在這個過程中如果A發(fā)現(xiàn)自己的余額被扣減了，但是收款方B遲遲沒有收到余額，那么會對A造成困擾。

更好的做法是，Try階段凍結(jié)A轉(zhuǎn)賬的金額，Confirm進(jìn)行實際的扣款，Cancel進(jìn)行資金解凍，這樣用戶在任何一個階段，看到的數(shù)據(jù)都是清晰明了的。

下面我們進(jìn)行一個TCC事務(wù)的具體開發(fā)

目前可用于TCC的開源框架，主要為Java語言，其中以seata為代表。我們的例子采用Python語言，使用的分布式事務(wù)框架為https://github.com/yedf/dtm，它對分布式事務(wù)的支持非常優(yōu)雅。下面來詳細(xì)講解TCC的組成

我們首先創(chuàng)建兩張表，一張是用戶余額表，一張是凍結(jié)資金表，建表語句如下：

CREATE TABLE dtm_busi.`user_account` ( 
  `id` int(11) AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, 
  `user_id` int(11) not NULL UNIQUE , 
  `balance` decimal(10,2) NOT NULL DEFAULT '0.00', 
  `create_time` datetime DEFAULT now(), 
  `update_time` datetime DEFAULT now() 
); 
 
CREATE TABLE dtm_busi.`user_account_trading` ( 
  `id` int(11) AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, 
  `user_id` int(11) not NULL UNIQUE , 
  `trading_balance` decimal(10,2) NOT NULL DEFAULT '0.00', 
  `create_time` datetime DEFAULT now(), 
  `update_time` datetime DEFAULT now() 
); 

trading表中，trading_balance記錄正在交易的金額。

我們先編寫核心代碼，凍結(jié)/解凍資金操作，會檢查約束balance+trading_balance >= 0，如果約束不成立，執(zhí)行失敗

def tcc_adjust_trading(cursor, uid, amount): 
  affected = utils.sqlexec(cursor, "update dtm_busi.user_account_trading set trading_balance=trading_balance + %d where user_id=%d and trading_balance + %d + (select balance from dtm_busi.user_account where id=%d) >= 0" % (amount, uid, amount, uid)) 
  if affected == 0: 
    raise Exception("update error, maybe balance not enough") 

然后是調(diào)整余額

def tcc_adjust_balance(cursor, uid, amount): 
  utils.sqlexec(cursor, "update dtm_busi.user_account_trading set trading_balance = trading_balance+ %d where user_id=%d" %( -amount, uid)) 
  utils.sqlexec(cursor, "update dtm_busi.user_account set balance=balance+%d where user_id=%d" %(amount, uid)) 

下面我們來編寫具體的Try/Confirm/Cancel的處理函數(shù)

@app.post("/api/TransOutTry") 
def trans_out_try(): 
  # 事務(wù)以及異常處理 
  tcc_adjust_trading(c, out_uid, -30) 
  return {"dtm_result": "SUCCESS"} 
 
@app.post("/api/TransOutConfirm") 
def trans_out_confirm(): 
  # 事務(wù)以及異常處理 
  tcc_adjust_balance(c, out_uid, -30) 
  return {"dtm_result": "SUCCESS"} 
 
@app.post("/api/TransOutCancel") 
def trans_out_cancel(): 
  # 事務(wù)以及異常處理 
  tcc_adjust_trading(c, out_uid, 30) 
  return {"dtm_result": "SUCCESS"} 
 
@app.post("/api/TransInTry") 
def trans_in_try(): 
  # 事務(wù)以及異常處理 
  tcc_adjust_trading(c, in_uid, 30) 
  return {"dtm_result": "SUCCESS"} 
 
@app.post("/api/TransInConfirm") 
def trans_in_confirm(): 
  # 事務(wù)以及異常處理 
  tcc_adjust_balance(c, in_uid, 30) 
  return {"dtm_result": "SUCCESS"} 
 
@app.post("/api/TransInCancel") 
def trans_in_cancel(): 
  # 事務(wù)以及異常處理 
  tcc_adjust_trading(c, in_uid, -30) 
  return {"dtm_result": "SUCCESS"} 

到此各個子事務(wù)的處理函數(shù)已經(jīng)OK了，然后是開啟TCC事務(wù)，進(jìn)行分支調(diào)用

@app.get("/api/fireTcc") 
def fire_tcc(): 
    # 發(fā)起tcc事務(wù) 
    gid = tcc.tcc_global_transaction(dtm, utils.gen_gid(dtm), tcc_trans) 
    return {"gid": gid} 
 
# tcc事務(wù)的具體處理 
def tcc_trans(t): 
    req = {"amount": 30} # 業(yè)務(wù)請求的負(fù)荷 
    # 調(diào)用轉(zhuǎn)出服務(wù)的Try|Confirm|Cancel 
    t.call_branch(req, svc + "/TransOutTry", svc + "/TransOutConfirm", svc + "/TransOutCancel") 
    # 調(diào)用轉(zhuǎn)入服務(wù)的Try|Confirm|Cancel 
    t.call_branch(req, svc + "/TransInTry", svc + "/TransInConfirm", svc + "/TransInCancel") 

至此，一個完整的TCC分布式事務(wù)編寫完成。

如果您想要完整運行一個成功的示例，那么按照dtmcli-py-sample項目的說明tcc的例子即可

TCC的回滾

假如銀行將金額準(zhǔn)備轉(zhuǎn)入用戶2時，發(fā)現(xiàn)用戶2的賬戶異常，返回失敗，會怎么樣？我們修改代碼，模擬這種情況：

@app.post("/api/TransInTry") 
def trans_in_try(): 
  # 事務(wù)以及異常處理 
  tcc_adjust_trading(c, in_uid, 30) 
  return {"dtm_result": "FAILURE"} 

這是事務(wù)失敗交互的時序圖

這個跟成功的TCC差別就在于，當(dāng)某個子事務(wù)返回失敗后，后續(xù)就回滾全局事務(wù)，調(diào)用各個子事務(wù)的Cancel操作，保證全局事務(wù)全部回滾。

TCC網(wǎng)絡(luò)異常

TCC在整個全局事務(wù)的過程中，可能發(fā)生各類網(wǎng)絡(luò)異常情況，典型的是空回滾、冪等、懸掛，由于TCC的異常情況，和SAGA、可靠消息等事務(wù)模式有相近的地方，因此我們把所有異常的解決方案統(tǒng)統(tǒng)放在這篇文章分布式事務(wù)最經(jīng)典的七種解決方案的異常處理章節(jié)進(jìn)行講解

小結(jié)

在這篇文章里，我們介紹了TCC的理論知識，也通過一個例子，完整給出了編寫一個TCC事務(wù)的過程，涵蓋了正常成功完成，以及成功回滾的情況。相信讀者通過這邊文章，對TCC已經(jīng)有了深入的理解。