ShardingSphere 分库分表 后的事务

在 ShardingSphere 中实现分库分表后的分布式事务是一个关键挑战，因为数据被分散到多个数据库实例中，传统的本地事务无法保证跨库操作的原子性。ShardingSphere 提供了多种分布式事务解决方案，适用于不同场景。以下是详细的技术解析和配置指南：

一、ShardingSphere 分布式事务支持

ShardingSphere 支持以下三种主流的分布式事务模式：

二、XA 分布式事务（强一致性）

1. 原理

XA 事务基于 两阶段提交（2PC） 协议，通过事务协调器（TM）和资源管理器（RM）保证跨库事务的原子性。

2. 配置步骤

（1）引入依赖

<!-- Spring Boot + ShardingSphere-JDBC -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.shardingsphere</groupId>
    <artifactId>shardingsphere-jdbc-core-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>5.3.2</version>
</dependency>
<!-- 数据库驱动（如 MySQL） -->
<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>8.0.28</version>
</dependency>

（2）配置数据源和事务

在 application.yml 中配置分库分表规则和 XA 事务：

spring:
  shardingsphere:
    datasource:
      names: ds0,ds1  # 定义数据源名称
      ds0:
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
        driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/db0
        username: root
        password: password
      ds1:
        type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
        driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        jdbc-url: jdbc:mysql://localhost:3306/db1
        username: root
        password: password
    rules:
      sharding:
        tables:
          t_order:
            actual-data-nodes: ds$->{0..1}.t_order_$->{0..1}  # 分库分表规则
            table-strategy:
              standard:
                sharding-column: order_id
                precise-algorithm-class-name: com.example.OrderTableShardingAlgorithm
            database-strategy:
              standard:
                sharding-column: user_id
                precise-algorithm-class-name: com.example.OrderDatabaseShardingAlgorithm
    props:
      sql-show: true  # 打印 SQL 日志
      # 启用 XA 事务
      transaction-type: XA
      xa-transaction-manager-class-name: org.apache.shardingsphere.transaction.xa.AtomikosXATransactionManager

（3）代码示例

@Service
public class OrderService {
    @Autowired
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Transactional  // 声明式事务（Spring 管理）
    public void createOrder(Long userId, Long orderId) {
        // 插入订单（跨库操作）
        jdbcTemplate.update("INSERT INTO t_order (order_id, user_id, status) VALUES (?, ?, ?)", 
            orderId, userId, "CREATED");
        
        // 更新库存（假设在另一个库）
        jdbcTemplate.update("UPDATE t_inventory SET stock = stock - 1 WHERE product_id = ?", 
            1001);
    }
}

3. 注意事项

• 性能问题：XA 事务需要全局锁，并发高时可能成为瓶颈。
• 数据库支持：MySQL 需启用 binlog_format=ROW（推荐 InnoDB 引擎）。
• 超时设置：调整 max_actives 和 max_timeout 避免阻塞。

三、SEATA 分布式事务（AT 模式）

1. 原理

SEATA 的 AT 模式通过 全局锁 和 回滚日志 实现无侵入式的分布式事务，性能优于 XA。

2. 配置步骤

（1）部署 SEATA 服务端

1. 下载 SEATA Server。
2. 修改 file.conf 配置存储模式（如 file 或 MySQL）。
3. 启动 SEATA Server：

   sh seata-server.sh -p 8091 -h 127.0.0.1
   

（2）ShardingSphere 集成 SEATA

在 application.yml 中配置：

spring:
  shardingsphere:
    props:
      transaction-type: SEATA
      seata-enable-auto-data-source-proxy: true  # 自动代理数据源
    # 其他分库分表配置...

（3）业务代码改造

1. 添加 @GlobalTransactional 注解：

   @Service
   public class OrderService {
       @Autowired
       private JdbcTemplate jdbcTemplate;
   
       @GlobalTransactional  // SEATA 全局事务
       public void createOrder(Long userId, Long orderId) {
           jdbcTemplate.update("INSERT INTO t_order (...) VALUES (...)");
           jdbcTemplate.update("UPDATE t_inventory SET stock = stock - 1 WHERE ...");
       }
   }
   

2. 在 resources 下添加 registry.conf（注册中心配置，如 Nacos）。

3. 注意事项

• 数据源代理：需启用 seata-enable-auto-data-source-proxy。
• 表结构要求：业务表需有主键，且 SEATA 会创建 undo_log 表。
• 性能优化：调整 SEATA 的 service.vgroupMapping 和 store.mode。

四、SAGA 柔性事务（最终一致性）

1. 原理

SAGA 通过 正向操作 + 补偿操作 实现最终一致性，适用于长事务场景。

2. 配置步骤

（1）定义 SAGA 状态机

编写 JSON 文件（如 order-saga.json）：

{
  "Name": "OrderSaga",
  "StartState": "CreateOrder",
  "States": {
    "CreateOrder": {
      "Type": "ServiceTask",
      "ServiceName": "orderService",
      "ServiceMethod": "createOrder",
      "Next": "CompensateOrderOnError"
    },
    "CompensateOrderOnError": {
      "Type": "ServiceTask",
      "ServiceName": "orderService",
      "ServiceMethod": "compensateOrder",
      "IsCompensation": true
    }
  }
}

（2）集成 ShardingSphere

在 application.yml 中配置：

spring:
  shardingsphere:
    props:
      transaction-type: SAGA
      saga-state-machine-path: classpath:order-saga.json

3. 适用场景

• 订单超时取消
• 旅游套餐预订（涉及酒店、机票、保险等多个服务）

五、本地事务（TCC）

1. 原理

TCC（Try-Confirm-Cancel）通过业务代码实现两阶段提交：

1. Try：预留资源（如冻结库存）。
2. Confirm：确认操作（如实际扣减库存）。
3. Cancel：回滚操作（如释放冻结库存）。

2. 代码示例

public interface TccOrderService {
    @Transactional
    boolean tryOrder(Long orderId);  // 预留资源

    @Transactional
    boolean confirmOrder(Long orderId);  // 确认提交

    @Transactional
    boolean cancelOrder(Long orderId);  // 回滚
}

3. 适用场景

• 秒杀系统（高并发、短事务）
• 支付系统（需要精确控制资源）

六、性能对比与选型建议

推荐选型：

• 优先 SEATA：平衡一致性与性能，适合大多数业务。
• 高并发场景选 TCC：如秒杀系统。
• 长事务选 SAGA：如旅游订单。

七、常见问题与排查

1. XA 事务超时

• 原因：网络延迟或数据库锁等待。
• 解决：调整 max_actives 和 max_timeout：

  spring:
    shardingsphere:
      props:
        xa-transaction-manager-class-name: org.apache.shardingsphere.transaction.xa.AtomikosXATransactionManager
        max-actives: 200
        max-timeout: 300000  # 5分钟
  

2. SEATA 报错 No available service

• 原因：SEATA Server 未注册或网络不通。
• 解决：
  1. 检查 SEATA Server 日志。
  2. 确认 registry.conf 配置正确（如 Nacos 地址）。

3. 分库分表后事务不生效

• 原因：未正确配置 transaction-type。
• 解决：检查 application.yml 是否包含：

  spring:
    shardingsphere:
      props:
        transaction-type: XA  # 或 SEATA/SAGA
  

八、总结

• XA：简单但性能低，适合强一致性场景。
• SEATA：平衡性能与一致性，推荐作为首选方案。
• SAGA/TCC：适合柔性事务或高并发场景，但实现复杂。

通过合理选择事务模式，可以确保 ShardingSphere 分库分表后的数据一致性，同时兼顾系统性能。