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Seata处理分布式事务

别团等shy哥发育发表于 2022/04/23 15:53:56 2022/04/23

【摘要】 @[toc](SpringCloud Alibaba Seata处理分布式事务)源码下载地址：gitee仓库地址 1、分布式事务问题分布式之前：单机单库的话没有这个问题。分布式之后: 单体应用被拆分成微服务应用，原来的三个模块被拆分成三个独立的应用，分别使用三个独立的数据源，业务操作需要调用三个服务来完成。此时每个服务内部的数据一致性由本地事务来保证，但是全局的数据一致性问题没法保证。...

@[toc](SpringCloud Alibaba Seata处理分布式事务)

源码下载地址：gitee仓库地址

1、分布式事务问题

分布式之前：

单机单库的话没有这个问题。

分布式之后:
单体应用被拆分成微服务应用，原来的三个模块被拆分成三个独立的应用，分别使用三个独立的数据源，业务操作需要调用三个服务来完成。此时每个服务内部的数据一致性由本地事务来保证，但是全局的数据一致性问题没法保证。

==即：一次业务操作需要跨多个数据源或需要跨多个系统进行远程调用，就会产生分布式事务问题。==

2、Seata简介

2.1 Seata是什么？

Seata 是一款开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。Seata 将为用户提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。

官网地址：https://seata.io/zh-cn/docs/overview/what-is-seata.html

2.2 Seata能做什么？

一个典型的分布式事务过程：分布式事务处理过程的一ID+三组件模型

Transaction ID XID：全局唯一的事务ID
Transaction Coordinator (TC)：事务协调器，维护全局事务的运行状态，负责协调并驱动全局事务的提交或回滚；
Transaction Manager ™：事务管理器，控制全局事务的边界，负责开启一个全局事务，并最终发起全局提交或全局回滚的决议；
Resource Manager (RM)：资源管理器，控制分支事务，负责分支注册、状态汇报，并接收事务协调器的指令，驱动分支（本地）事务的提交和回滚

处理过程：

(1) TM 向 TC 申请开启一个全局事务，全局事务创建成功并生成一个全局唯一的 XID；
(2) XID 在微服务调用链路的上下文中传播；
(3) RM 向 TC 注册分支事务，将其纳入 XID 对应全局事务的管辖；
(4) TM 向 TC 发起针对 XID 的全局提交或回滚决议；
(5) TC 调度 XID 下管辖的全部分支事务完成提交或回滚请求。

2.3 下载

地址：https://github.com/seata/seata/releases

我下载的是1.3.0版本。

3、Seata-Server安装

3.1 Seata-Server的zip文件解压并修改配置

修改seata-server-1.3.0\seata\conf目录下面的file.conf文件

主要修改：自定义事务组名称+事务日志存储模式为db+数据库连接信息

这个1.3.0里面咋默认没有service了，我们自己添加上

service {
  #transaction service group mapping
  vgroupMapping.my_test_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
}

修改日志存储模式为db

mode = "db"

修改数据库连接信息，Seata1.3.0版本已经支持mysql8.0数据库了，早期版本是不支持的。

 ## database store property
  db {
    ## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp)/HikariDataSource(hikari) etc.
    datasource = "druid"
    ## mysql/oracle/postgresql/h2/oceanbase etc.
    dbType = "mysql"
    driverClassName = "com.mysql.cj.jdbc.Driver"
    url = "jdbc:mysql://localhost:3306/seata?serverTimezone=GMT%2B8&characterEncoding=utf8&connectTimeout=10000&socketTimeout=30000&autoReconnect=true&useSSL=false"
    user = "root"
    password = "123456"
    minConn = 5
    maxConn = 30
    globalTable = "global_table"
    branchTable = "branch_table"
    lockTable = "lock_table"
    queryLimit = 100
    maxWait = 5000
  }

3.2 mysql8.0数据库新建数据库库seata

3.3 在seata库里面建表

早期版本的建表sql会直接在conf目录下面给出，但是新版不给了，这里我将找到的sql放在下面：

db_store.sql

-- -------------------------------- The script used when storeMode is 'db' --------------------------------
-- the table to store GlobalSession data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `global_table`
(
    `xid`                       VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`            BIGINT,
    `status`                    TINYINT      NOT NULL,
    `application_id`            VARCHAR(32),
    `transaction_service_group` VARCHAR(32),
    `transaction_name`          VARCHAR(128),
    `timeout`                   INT,
    `begin_time`                BIGINT,
    `application_data`          VARCHAR(2000),
    `gmt_create`                DATETIME,
    `gmt_modified`              DATETIME,
    PRIMARY KEY (`xid`),
    KEY `idx_gmt_modified_status` (`gmt_modified`, `status`),
    KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8;

-- the table to store BranchSession data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `branch_table`
(
    `branch_id`         BIGINT       NOT NULL,
    `xid`               VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`    BIGINT,
    `resource_group_id` VARCHAR(32),
    `resource_id`       VARCHAR(256),
    `branch_type`       VARCHAR(8),
    `status`            TINYINT,
    `client_id`         VARCHAR(64),
    `application_data`  VARCHAR(2000),
    `gmt_create`        DATETIME(6),
    `gmt_modified`      DATETIME(6),
    PRIMARY KEY (`branch_id`),
    KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8;

-- the table to store lock data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
(
    `row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,
    `xid`            VARCHAR(96),
    `transaction_id` BIGINT,
    `branch_id`      BIGINT       NOT NULL,
    `resource_id`    VARCHAR(256),
    `table_name`     VARCHAR(32),
    `pk`             VARCHAR(36),
    `gmt_create`     DATETIME,
    `gmt_modified`   DATETIME,
    PRIMARY KEY (`row_key`),
    KEY `idx_branch_id` (`branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8;

3.4 修改conf目录下面的registry.conf配置文件

配置注册中心连接信息，这里修改为Nacos

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

  nacos {
    application = "seata-server"
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    group = "SEATA_GROUP"
    namespace = ""
    cluster = "default"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
 ...
}

3.5 启动测试

先启动nacos

startup.cmd -m standalone

再启动seata-server

执行bin目录下面的seata-server.bat

查看seata是否注册成功

4、订单/库存/账户业务数据库准备

以下测试都需要保证先启动Nacos再启动Seata，保证两个都没问题才可以。

4.1 分布式事务业务说明

这里我们会创建三个服务，一个订单服务，一个库存服务，一个账户服务。

当用户下单时，会在订单服务中创建一个订单，然后通过远程调用库存服务来扣减下单商品的库存，再通过远程调用账户服务来扣减用户账户里面的余额，最后在订单服务中修改订单状态为已完成。

该操作跨越三个数据库，有两次远程调用，很明显会有分布式事务问题。

总结：下订单—>扣库存—>减账户(余额)

4.2 创建业务数据库

seata_order：存储订单的数据库；

seata_storage：存储库存的数据库；

seata_account：存储账户信息的数据库。

CREATE DATABASE seata_order;
 
CREATE DATABASE seata_storage;
 
CREATE DATABASE seata_account;

4.3对上面3个库分别创建对应的业务表

seata_order库下建t_order表

 
CREATE TABLE t_order (
  `id` BIGINT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  `user_id` BIGINT(11) DEFAULT NULL COMMENT '用户id',
  `product_id` BIGINT(11) DEFAULT NULL COMMENT '产品id',
  `count` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '数量',
  `money` DECIMAL(11,0) DEFAULT NULL COMMENT '金额',
  `status` INT(1) DEFAULT NULL COMMENT '订单状态：0：创建中；1：已完结' 
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8;
 
SELECT * FROM t_order;

seata_storage库下建t_storage 表

 
CREATE TABLE t_storage (
 `id` BIGINT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
 `product_id` BIGINT(11) DEFAULT NULL COMMENT '产品id',
 `total` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '总库存',
 `used` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '已用库存',
 `residue` INT(11) DEFAULT NULL COMMENT '剩余库存'
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;
 
 
INSERT INTO seata_storage.t_storage(`id`, `product_id`, `total`, `used`, `residue`)
VALUES ('1', '1', '100', '0', '100');
 
SELECT * FROM t_storage;

seata_account库下建t_account 表

 
CREATE TABLE t_account (
  `id` BIGINT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 'id',
  `user_id` BIGINT(11) DEFAULT NULL COMMENT '用户id',
  `total` DECIMAL(10,0) DEFAULT NULL COMMENT '总额度',
  `used` DECIMAL(10,0) DEFAULT NULL COMMENT '已用余额',
  `residue` DECIMAL(10,0) DEFAULT '0' COMMENT '剩余可用额度'
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;
 
INSERT INTO seata_account.t_account(`id`, `user_id`, `total`, `used`, `residue`)  VALUES ('1', '1', '1000', '0', '1000');
 
SELECT * FROM t_account;

4.4 上面3个库分别创建对应的回滚日志表

订单-库存-账户3个库下都需要建各自的回滚日志表

 
 
-- the table to store seata xid data
-- 0.7.0+ add context
-- you must to init this sql for you business databese. the seata server not need it.
-- 此脚本必须初始化在你当前的业务数据库中，用于AT 模式XID记录。与server端无关（注：业务数据库）
-- 注意此处0.3.0+ 增加唯一索引 ux_undo_log
DROP TABLE `undo_log`;
 
CREATE TABLE `undo_log` (
  `id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `branch_id` BIGINT(20) NOT NULL,
  `xid` VARCHAR(100) NOT NULL,
  `context` VARCHAR(128) NOT NULL,
  `rollback_info` LONGBLOB NOT NULL,
  `log_status` INT(11) NOT NULL,
  `log_created` DATETIME NOT NULL,
  `log_modified` DATETIME NOT NULL,
  `ext` VARCHAR(100) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

5、订单/库存/账户业务微服务准备

业务需求：下订单->减库存->扣余额->改(订单)状态

5.1 新建订单Order-Module

5.1.1 新建Module:seata-order-service2001

5.1.2 pom.xml

 <dependencies>
        <!--nacos-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
        <!--seata-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
            <!-- 排除内置的Seata -->
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>seata-all</artifactId>
                    <groupId>io.seata</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.seata</groupId>
            <artifactId>seata-all</artifactId>
            <!-- 根据您Seata服务的版本进行选择 -->
            <version>1.3.0</version>
        </dependency>
        <!--feign-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>
        <!--web-actuator-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <!--mysql-druid-->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>8.0.19</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.1.10</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>2.0.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
    </dependencies>

5.1.3 application.yml

server:
  port: 2001
spring:
  application:
    name: seata-order-service
  cloud:
    alibaba:
      seata:
        enabled: true
        application-id: ${spring.application.name}
        tx-service-group: my_test_tx_group
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata_order?serverTimezone=GMT%2B8&characterEncoding=utf8&connectTimeout=10000&socketTimeout=30000&autoReconnect=true&useSSL=false
    username: root
    password: 123456
feign:
  hystrix:
    enabled: false

logging:
  level:
    io:
      seata: info

mybatis:
  mapperLocations: classpath:mapper/*.xml

5.1.4 file.conf和registry.conf

将我们上面配置的file.conf文件和registry.conf复制到项目的resources目录下面

5.1.5 domain

OrderDao:

@Mapper
public interface OrderDao {

    /**
     * 创建订单
     */
    void create(Order order);

    /**
     * 修改订单金额
     */
    void update(@Param("userId") Long userId, @Param("status") Integer status);
}

resources文件夹下新建mapper文件夹后添加OrderMapper.xml:

 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd" >

<mapper namespace="com.atguigu.springcloud.alibaba.dao.OrderDao">

    <resultMap id="BaseResultMap" type="com.atguigu.springcloud.alibaba.domain.Order">
        <id column="id" property="id" jdbcType="BIGINT"/>
        <result column="user_id" property="userId" jdbcType="BIGINT"/>
        <result column="product_id" property="productId" jdbcType="BIGINT"/>
        <result column="count" property="count" jdbcType="INTEGER"/>
        <result column="money" property="money" jdbcType="DECIMAL"/>
        <result column="status" property="status" jdbcType="INTEGER"/>
    </resultMap>

    <insert id="create">
        INSERT INTO `t_order` (`id`, `user_id`, `product_id`, `count`, `money`, `status`)
        VALUES (NULL, #{userId}, #{productId}, #{count}, #{money}, 0);
    </insert>

    <update id="update">
        UPDATE `t_order`
        SET status = 1
        WHERE user_id = #{userId} AND status = #{status};
    </update>
</mapper>

5.1.6 Service接口及其实现

OrderService:

public interface OrderService {

    /**
     * 创建订单
     */
    void create(Order order);
}

OrderServiceImpl:

@Service
@Slf4j
public class OrderServiceImpl implements OrderService
{
    @Resource
    private OrderDao orderDao;

    @Resource
    private StorageService storageService;

    @Resource
    private AccountService accountService;

    /**
     * 创建订单->调用库存服务扣减库存->调用账户服务扣减账户余额->修改订单状态
     * 简单说：
     * 下订单->减库存->减余额->改状态
     */
    @Override
    //@GlobalTransactional(name = "fsp-create-order",rollbackFor = Exception.class)
    public void create(Order order) {
        log.info("------->下单开始");
        //本应用创建订单
        orderDao.create(order);

        //远程调用库存服务扣减库存
        log.info("------->order-service中扣减库存开始");
        storageService.decrease(order.getProductId(),order.getCount());
        log.info("------->order-service中扣减库存结束");

        //远程调用账户服务扣减余额
        log.info("------->order-service中扣减余额开始");
        accountService.decrease(order.getUserId(),order.getMoney());
        log.info("------->order-service中扣减余额结束");

        //修改订单状态为已完成
        log.info("------->order-service中修改订单状态开始");
        orderDao.update(order.getUserId(),0);
        log.info("------->order-service中修改订单状态结束");

        log.info("------->下单结束");
    }
}

这里暂时将@GlobalTransactional注解注释掉，我们演示下分布式事务。

StorageService：

@FeignClient(value = "seata-storage-service")
public interface StorageService {

    /**
     * 扣减库存
     */
    @PostMapping(value = "/storage/decrease")
    CommonResult decrease(@RequestParam("productId") Long productId, @RequestParam("count") Integer count);
}

AccountService

@FeignClient(value = "seata-account-service")
public interface AccountService {

    /**
     * 扣减账户余额
     */
    //@RequestMapping(value = "/account/decrease", method = RequestMethod.POST, produces = "application/json; charset=UTF-8")
    @PostMapping("/account/decrease")
    CommonResult decrease(@RequestParam("userId") Long userId, @RequestParam("money") BigDecimal money);
}

StorageService和AccountService的定义是为了在订单业务中调用存储库业务和账户业务的微服务。

5.1.6 Controller

@RestController
public class OrderController {

    @Autowired
    private OrderService orderService;

    /**
     * 创建订单
     */
    @GetMapping("/order/create")
    public CommonResult create( Order order) {
        orderService.create(order);
        return new CommonResult(200, "订单创建成功!");
    }
}

5.1.7 Config配置

MybatisConfig:

@Configuration
@MapperScan({"com.atguigu.springcloud.alibaba.dao"})
public class MyBatisConfig {
}

DataSourceProxyConfig:

//使用Seata对数据源进行代理
@Configuration
public class DataSourceProxyConfig {

    @Value("${mybatis.mapperLocations}")
    private String mapperLocations;

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    public DataSource druidDataSource(){
        return new DruidDataSource();
    }

    @Bean
    public DataSourceProxy dataSourceProxy(DataSource dataSource) {
        return new DataSourceProxy(dataSource);
    }

    @Bean
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactoryBean(DataSourceProxy dataSourceProxy) throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean sqlSessionFactoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
        sqlSessionFactoryBean.setDataSource(dataSourceProxy);
        sqlSessionFactoryBean.setMapperLocations(new PathMatchingResourcePatternResolver().getResources(mapperLocations));
        sqlSessionFactoryBean.setTransactionFactory(new SpringManagedTransactionFactory());
        return sqlSessionFactoryBean.getObject();
    }
}

5.1.8 主启动类

@EnableDiscoveryClient
@EnableFeignClients
@SpringBootApplication(exclude = DataSourceAutoConfiguration.class)//取消数据源的自动创建
public class SeataOrderMainApp2001
{

    public static void main(String[] args)
    {
        SpringApplication.run(SeataOrderMainApp2001.class, args);
    }
}

5.2 新建库存Storage-Module

代码不赘述了，去文章顶部链接地址下载。

gitee仓库地址

5.3 新建账户Account-Module

代码不赘述了，去文章顶部链接地址下载。

gitee仓库地址

6、分布式事务测试

下订单->减库存->扣余额->改(订单)状态

数据库初始情况

6.1 模拟正常下单

启动三个微服务

正常下单：http://localhost:2001/order/create?userId=1&productId=1&count=10&money=100

数据库情况：

SELECT *  FROM  `seata_order`.`t_order`

SELECT * FROM `seata_storage`.`t_storage`

SELECT *  FROM  `seata_account`.`t_account`;

可以看到，正常下单是没有问题的，库存减10，账户月减少100，订单状态变为1.

6.2 模拟超时异常，不加@GlobalTransactional注解

AccountServiceImpl添加超时

由于30秒已经超过了OpenFeign的超时时间，所以会执行失败。

再访问：http://localhost:2001/order/create?userId=1&productId=1&count=10&money=100

数据库情况：

卧槽，没下单成功竟然减掉了库存和用户的账户余额，这还了得。

6.3 超时异常，添加@GlobalTransactional

AccountServiceImpl添加超时

OrderServiceImpl添加@GlobalTransactional注解，这个注解的作用是只要发生异常就回滚。

此时访问：http://localhost:2001/order/create?userId=1&productId=1&count=10&money=100

此时数据库情况：

)

可以看到，下单后数据库数据并没有任何改变，数据都没有添加进来，分布式事务回滚测试是成功的。

7、知识点补充

我们上面默认使用的是AT事务模式。

7.1 AT模式如何做到对业务的无侵入

AT模式的前提：

基于支持本地ACID事务的关系型数据库
Java应用，通过JDBC访问数据库

整体机制：

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

7.2 分布式事务三大组件

执行流程：

TM 开启分布式事务（TM 向 TC 注册全局事务记录）；
按业务场景，编排数据库、服务等事务内资源（RM 向 TC 汇报资源准备状态）；
TM 结束分布式事务，事务一阶段结束（TM 通知 TC 提交/回滚分布式事务）；
TC 汇总事务信息，决定分布式事务是提交还是回滚；
TC 通知所有 RM 提交/回滚资源，事务二阶段结束。

我这里使用的是Seata1.3.0版本的，操作过程中也踩了不少坑。这只是个简单的使用教程，真正的分布式事务机制是非常复杂的，还需要更深入的研究才行。

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