一、業(yè)務(wù)背景

在分布式架構(gòu)中，事務(wù)管理是個無法避開的復(fù)雜問題，雖然有多種解決方案，但是需要根據(jù)業(yè)務(wù)去選擇合適的；

從個人最近幾年的實踐經(jīng)驗來看，Seata組件的AT模式比較常用，本文從實際的案例出發(fā)，來深入分析該模式的原理；

首先創(chuàng)建一個全局事務(wù)管理的接口，這里是在Facade服務(wù)中開啟全局事務(wù)；

請求經(jīng)過三個微服務(wù)，并且各個服務(wù)都進行數(shù)據(jù)源的操作，然后模擬鏈路成功和異常的情況，來分析不同狀態(tài)的邏輯實現(xiàn)；

二、Seata架構(gòu)

1、核心組件

三大組件

• TC：事務(wù)協(xié)調(diào)者

即Transaction Coordinator，維護全局和分支事務(wù)的狀態(tài)，驅(qū)動全局事務(wù)提交或回滾。

• TM：事務(wù)管理器

即Transaction Manager，定義全局事務(wù)的范圍，開始事務(wù)、提交事務(wù)，回滾事務(wù)。

• RM：資源管理器

即Resource Manager，管理分支事務(wù)處理的資源，向TC注冊分支事務(wù)，報告分支事務(wù)的狀態(tài)，驅(qū)動分支事務(wù)提交或回滾。

基礎(chǔ)交互

TC是需要獨立部署的服務(wù)，TM和RM是集成在服務(wù)中，三大組件相互協(xié)作，共同完成分布事務(wù)的管理；

2、AT模式

事務(wù)模型

AT是Seata默認(rèn)的模式，需要基于支持本地ACID事務(wù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫；Java應(yīng)用，通過JDBC訪問數(shù)據(jù)庫；基于案例流程，先分析AT的事務(wù)模型；

2.1 TM負(fù)責(zé)定義全局事務(wù)的邊界，向TC申請，開啟一個全局事務(wù)；

2.2 全局事務(wù)創(chuàng)建成功后，生成全局唯一的XID；

2.3 XID會在微服務(wù)請求鏈路上下文中傳播；

2.4 RM向TC注冊分支事務(wù)，并歸屬到XID對應(yīng)的全局事務(wù)進行調(diào)度；

2.5 TM向TC發(fā)起相應(yīng)XID的全局事務(wù)提交或回滾決議；

2.6 TC完成對XID管理的全部分支事務(wù)提交或回滾的調(diào)度；

核心機制

執(zhí)行階段：每個微服務(wù)的請求完成后，基于本地數(shù)據(jù)庫的事務(wù)能力，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和回滾日志在同一個本地事務(wù)中提交，快速釋放連接和對資源的鎖定；

完成階段：全局提交時分支事務(wù)已經(jīng)完成提交，會清理回滾日志，快速結(jié)束流程；全局回滾基于XID和BranchID查詢回滾日志，完成數(shù)據(jù)回滾；

數(shù)據(jù)源代理

在AT模式中，應(yīng)用需要使用Seata組件中的JDBC代理數(shù)據(jù)源DataSourceProxy，實現(xiàn)對真正目標(biāo)數(shù)據(jù)源的代理訪問；

三、案例分析

1、流程分析

案例的簡單描述

在案例中涉及三個服務(wù)，F(xiàn)acade服務(wù)開啟全局事務(wù)，然后分別請求Account和Quartz服務(wù)的更新接口，通過Quartz接口是否拋異常來調(diào)試AT模式的原理；

從實際的請求執(zhí)行來說，絕大多數(shù)的請求都是可以執(zhí)行成功的，而AT模式的異步化提交極大限度的顧及全局事務(wù)的效率問題，少數(shù)失敗的情況也可以通過回滾日志進行反向補償；

2、寫隔離

上述流程分析AT模式的原子性，即多個分支事務(wù)要么都成功要么都失敗，接下來分析多個事務(wù)中的全局鎖隔離機制，先看寫隔離，假設(shè)TX1先開始；

TX1邏輯

• TX1開始本地事務(wù)，拿到本地鎖，然后執(zhí)行更新操作；
• TX1本地事務(wù)提交前，需要先獲取全局鎖，否則無法提交；
• TX1獲取全局鎖并提交，釋放本地鎖，但未釋放全局鎖；

TX2邏輯

• TX2此時開始本地事務(wù)，拿到本地鎖；
• TX2執(zhí)行本地事務(wù)提交前，嘗試獲取全局鎖；
• 由于全局鎖被TX1持有，TX2會重試等待全局鎖；

假設(shè)TX1全局提交

• TX1如果全局事務(wù)提交，會釋放全局鎖；
• TX2獲取全局鎖成功，執(zhí)行本地事務(wù)提交；

假設(shè)TX1全局回滾

• TX1如果全局事務(wù)回滾，要重新獲取數(shù)據(jù)的本地鎖，進行回滾的補償動作；
• TX2如果仍在等待全局鎖，并且還持有本地鎖，TX1事務(wù)回滾失敗，會不斷的重試；
• 當(dāng)TX2等待全局鎖超時，會放棄全局鎖并回滾本地事務(wù)，釋放本地鎖；
• TX1最終獲取數(shù)據(jù)的本地鎖，完成回滾動作；

在該過程中，TX1在結(jié)束前一直持有全局鎖，TX2獲取不到全局鎖無法對相同的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新動作，所以避免了臟寫的問題；

3、讀隔離

在數(shù)據(jù)庫本地隔離級別為讀已提交或以上的基礎(chǔ)上，Seata的AT模式默認(rèn)全局隔離級別是讀未提交；如果需要全局的讀已提交，可以通過??SELECT FOR UPDATE??語句的代理；

該語句的執(zhí)行也需要獲取全局鎖，如果全局鎖被TX1持有，TX2會釋放本地鎖，查詢會被阻塞并進行重試，拿到全局鎖讀取成功后返回；

四、對比XA模式

XA是一個分布式事務(wù)分段提交協(xié)議；事務(wù)管理器即TM：作為全局事務(wù)的調(diào)度者，負(fù)責(zé)整個事務(wù)中本地資源的提交和回滾；本地資源管理器即RM：大部分關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都實現(xiàn)了XA接口；

TM先向所有的參與事務(wù)的RM發(fā)送確認(rèn)請求，根據(jù)確認(rèn)的結(jié)果，判斷是調(diào)用RM的commit提交還是rollback回滾；

XA具有強一致性，在2段提交的過程中，會持有資源的鎖，如果是在交易下單等復(fù)雜鏈路中，并且并發(fā)量很高，會存在長事務(wù)風(fēng)險，XA無法滿足該類高并發(fā)的場景；

而在Seata的AT模式中，在服務(wù)執(zhí)行完成后，直接進行RM提交和資源釋放，提供了對CAP理論相對平衡的解決方案，并且沒有侵入業(yè)務(wù)工程；

五、參考源碼

應(yīng)用倉庫： https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent

組件封裝： https://gitee.com/cicadasmile/butte-frame-parent