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利用Nacos實現(xiàn)Seata事務模式（XA與AT）的快速配置與靈活切換

作者：一安
開發(fā) 前端
XA? 規(guī)范 是 X/Open? 組織定義的分布式事務處理（DTP，Distributed Transaction Processing?）標準，XA? 規(guī)范描述了全局的TM?與局部的RM?之間的接口，幾乎所有主流的數(shù)據(jù)庫都對 XA 規(guī)范提供了支持 兩階段提交

前言

接之前一篇《Seata如何實現(xiàn)兩階段提交（2PC）分布式事務》，實際開發(fā)中seata基本不會用file存儲和管理服務節(jié)點信息，下面小編將結合nacos來整合seata，實現(xiàn)XA和AT模式的靈活轉換。

實現(xiàn)

相關安裝包可以自行前往官網(wǎng)下載：

  • nacos：https://github.com/alibaba/nacos/releases 版本2.1.0
  • seata：https://github.com/seata/seata/releases  版本1.4.2

部署及配置seata

registry.conf：

registry {
  # file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
  type = "nacos"

  nacos {
    application = "seata-tc-server"
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    group = "DEFAULT_GROUP"
    namespace = ""
    cluster = "BJ"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
}

config {
  # file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3
  type = "nacos"

  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    namespace = ""
    group = "SEATA_GROUP"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
    dataId = "seataServer.properties"
  }
}

seataServer.properties：

特別注意，為了讓TC服務的集群可以共享配置，同樣選擇nacos作為統(tǒng)一配置中心。

# 數(shù)據(jù)存儲方式，db代表數(shù)據(jù)庫
store.mode=db
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://localhost:3306/seata?useUnicode=true&rewriteBatchedStatements=true
store.db.user=root
store.db.password=root
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000
# 事務、日志等配置
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000
server.maxCommitRetryTimeout=-1
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
server.rollbackRetryTimeoutUnlockEnable=false
server.undo.logSaveDays=7
server.undo.logDeletePeriod=86400000

# 客戶端與服務端傳輸方式
transport.serialization=seata
transport.compressor=none
# 關閉metrics功能，提高性能
metrics.enabled=false
metrics.registryType=compact
metrics.exporterList=prometheus
metrics.exporterPrometheusPort=9898

sql腳本：

CREATE TABLE `branch_table`  (
  `branch_id` bigint(20) NOT NULL,
  `xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
  `transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
  `resource_group_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `resource_id` varchar(256) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `branch_type` varchar(8) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `status` tinyint(4) NULL DEFAULT NULL,
  `client_id` varchar(64) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `application_data` varchar(2000) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `gmt_create` datetime(6) NULL DEFAULT NULL,
  `gmt_modified` datetime(6) NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`branch_id`) USING BTREE,
  INDEX `idx_xid`(`xid`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;

CREATE TABLE `global_table`  (
  `xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
  `transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
  `status` tinyint(4) NOT NULL,
  `application_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `transaction_service_group` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `transaction_name` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `timeout` int(11) NULL DEFAULT NULL,
  `begin_time` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
  `application_data` varchar(2000) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `gmt_create` datetime NULL DEFAULT NULL,
  `gmt_modified` datetime NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`xid`) USING BTREE,
  INDEX `idx_gmt_modified_status`(`gmt_modified`, `status`) USING BTREE,
  INDEX `idx_transaction_id`(`transaction_id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;

以上是XA模式所需腳本，AT模式追加以下腳本：

CREATE TABLE `lock_table`  (
  `row_key` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
  `xid` varchar(96) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
  `branch_id` bigint(20) NOT NULL,
  `resource_id` varchar(256) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `table_name` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `pk` varchar(36) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `gmt_create` datetime NULL DEFAULT NULL,
  `gmt_modified` datetime NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`row_key`) USING BTREE,
  INDEX `idx_branch_id`(`branch_id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;

CREATE TABLE `undo_log`  (
  `branch_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
  `xid` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
  `context` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci 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 INDEX `ux_undo_log`(`xid`, `branch_id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci COMMENT = 'AT transaction mode undo table' ROW_FORMAT = Compact;

其中l(wèi)ock_table導入到TC服務關聯(lián)的數(shù)據(jù)庫，undo_log表導入到微服務關聯(lián)的數(shù)據(jù)庫。

啟動seata：

圖片圖片

XA模式

XA 規(guī)范 是 X/Open 組織定義的分布式事務處理（DTP，Distributed Transaction Processing）標準，XA 規(guī)范描述了全局的TM與局部的RM之間的接口，幾乎所有主流的數(shù)據(jù)庫都對 XA 規(guī)范提供了支持。

兩階段提交

XA是規(guī)范，目前主流數(shù)據(jù)庫都實現(xiàn)了這種規(guī)范，實現(xiàn)的原理都是基于兩階段提交。

  • 正常情況：

圖片圖片

  • 異常情況：

圖片圖片

一階段（準備階段）：

  1. 協(xié)調發(fā)起：

事務協(xié)調者向所有參與此次分布式事務的本地事務參與者發(fā)出指令，要求它們開始執(zhí)行本地事務操作。

  1. 本地執(zhí)行與狀態(tài)反饋：
  • 各個本地事務參與者接收到請求后，在各自的數(shù)據(jù)庫上啟動并執(zhí)行本地事務。
  • 在完成本地事務操作后，各參與者并不立即提交事務，而是將各自的事務執(zhí)行狀態(tài)（成功或失敗）報告給事務協(xié)調者，并在此期間繼續(xù)保持對相關數(shù)據(jù)資源的鎖定以防止并發(fā)沖突。

二階段（提交/回滾階段）：

  1. 全局提交決定：
  • 如果事務協(xié)調者收到的所有參與者的反饋均表示本地事務已成功執(zhí)行，則向所有參與者發(fā)送“全局提交”指令。
  1. 全局提交執(zhí)行：

接收到“全局提交”指令的參與者將在本地正式提交其事務，釋放之前持有的數(shù)據(jù)庫鎖，并確保事務操作永久記錄于數(shù)據(jù)庫。

  1. 全局回滾決定與執(zhí)行：
  • 若事務協(xié)調者接收到任何一個參與者反饋表明本地事務執(zhí)行失敗，或者出現(xiàn)其他異常情況，則會做出全局回滾的決定。
  • 協(xié)調者隨即通知所有參與者進行“全局回滾”，每個參與者在收到此指令后，必須在其本地環(huán)境中撤銷已經(jīng)執(zhí)行但尚未提交的事務操作，釋放鎖定資源，并恢復至事務開始前的數(shù)據(jù)狀態(tài)。

Seata的XA模型

圖片圖片

在分布式事務處理中，RM和TC按照兩階段提交協(xié)議執(zhí)行各自的工作：

RM在一階段的工作：

  1. 分支事務注冊：
  • RM將參與的分支事務信息注冊到TC，為后續(xù)協(xié)調全局事務做好準備。
  1. 本地事務操作：

RM在數(shù)據(jù)庫或其他資源上執(zhí)行與分支事務相關的SQL操作，但并不提交這些變更，而是保持數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)以防止數(shù)據(jù)不一致。

  1. 狀態(tài)匯報：

完成本地操作后，RM向TC報告其分支事務的執(zhí)行狀態(tài)，包括成功或失敗的信息。

TC在二階段的工作：

  • 狀態(tài)檢測與決策制定：

若所有分支事務均執(zhí)行成功，TC通知所有RM提交各自的事務。

若存在任何一個分支事務執(zhí)行失敗，TC則指示所有RM回滾各自的事務，以保證分布式事務的一致性。

RM在二階段的工作：

  • 接收指令并執(zhí)行：

如果是提交指令，則正式提交一階段執(zhí)行的SQL操作，并釋放之前持有的鎖。

如果是回滾指令，則撤銷一階段未提交的SQL操作，恢復至事務開始前的數(shù)據(jù)狀態(tài)。

代碼樣例

依賴引入：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        <version>2.2.3.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        <version>2.2.3.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
        <version>2.2.3.RELEASE</version>
        <exclusions>
            <!--版本較低，1.3.0，因此排除-->
            <exclusion>
                <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
                <groupId>io.seata</groupId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.seata</groupId>
        <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.4.2</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.baomidou</groupId>
        <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
        <version>3.4.1</version>
    </dependency>
    <!--mysql-->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>5.1.47</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

配置引入：

server:
  port: 8011

spring:
  application:
    name: bank-11
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/bank1?characterEncoding=utf8&useSSL=false
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    username: root
    password: root
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848

seata:
  registry:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      namespace: ""
      group: DEFAULT_GROUP
      application: seata-tc-server # tc服務在nacos中的服務名稱
      username: nacos
      password: nacos
  tx-service-group: order_tx_group #自定義事務組名稱需要與seata-server中的對應
  data-source-proxy-mode: XA
  service:
    vgroup-mapping:
      order_tx_group: BJ # TC 集群（必須與seata-server保持一致）

bank22服務參考bank11配置即可，bank11調用bank22服務

@GlobalTransactional
@Override
public void updateAccountBalance(String accountNo, Double amount) {
    log.info("******** Bank1 Service Begin ... xid: {}" , RootContext.getXID());
    //張三扣減金額
    baseMapper.updateAccountBalance(accountNo,amount);
    //向李四轉賬
    String transfer = bank2Client.transfer(amount);
    if("fallback".equals(transfer)){
        //調用李四微服務異常
        throw new RuntimeException("調用李四微服務異常");
    }
    //人為制造錯誤
    if(amount > 100){
        throw new RuntimeException("bank1 make exception amount > 100");
    }
}

XA模式的優(yōu)點：

  • 事務的強一致性，滿足ACID原則。
  • 常用數(shù)據(jù)庫都支持，實現(xiàn)簡單，并且沒有代碼侵入

XA模式的缺點：

  • 因為一階段需要鎖定數(shù)據(jù)庫資源，等待二階段結束才釋放，性能較差
  • 依賴關系型數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)事務

AT模式

AT模式同樣是分階段提交的事務模型，不過卻彌補了XA模型中資源鎖定周期過長的缺陷。

Seata的AT模型

階段一（準備階段）RM的工作：

  1. 注冊分支事務：

當全局事務開始后，RM會為該事務涉及的本地事務創(chuàng)建并注冊一個分支事務，將其納入到全局事務的管理范圍。

  1. 記錄undo-log（數(shù)據(jù)快照）：

在執(zhí)行業(yè)務SQL之前，RM會對當前事務要修改的數(shù)據(jù)進行前鏡像的記錄，即生成undo-log。這樣在事務回滾時可以根據(jù)undo-log恢復到事務開始前的狀態(tài)。

  1. 執(zhí)行業(yè)務sql并提交：

RM按照業(yè)務需求執(zhí)行相應的SQL操作，并在本地將事務置為“預提交”狀態(tài)，但不真正完成提交。

  1. 報告事務狀態(tài)：

將分支事務的執(zhí)行結果（成功或失敗）匯報給協(xié)調者，等待協(xié)調者的下一步指令。

階段二（提交階段/回滾階段）RM的工作：

  1. 提交階段：

如果協(xié)調者收到所有RM的反饋均為“準備成功”，則指示RM正式提交事務。此時，RM刪除對應的undo-log，因為事務已成功提交，不再需要回滾信息。

  1. 回滾階段：

若協(xié)調者決定全局事務需要回滾，RM會根據(jù)先前記錄的undo-log恢復數(shù)據(jù)到事務開始前的狀態(tài)，撤銷在事務過程中對數(shù)據(jù)的所有更改，確保數(shù)據(jù)一致性。

代碼樣例

修改配置：

seata:
  data-source-proxy-mode: AT # 默認就是AT

AT模式的優(yōu)點：

  • 一階段完成直接提交事務，釋放數(shù)據(jù)庫資源，性能比較好
  • 利用全局鎖實現(xiàn)讀寫隔離
  • 沒有代碼侵入，框架自動完成回滾和提交

AT模式的缺點：

  • 兩階段之間屬于軟狀態(tài)，屬于最終一致
  • 框架的快照功能會影響性能，但比XA模式要好很多
責任編輯：武曉燕 來源： 一安未來
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