分布式事务Seata
三大模块
TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者
维护全局和分支事务的状态，驱动全局事务提交或回滚。
TM (Transaction Manager) - 事务管理器
定义全局事务的范围：开始全局事务、提交或回滚全局事务。
RM (Resource Manager) - 资源管理器
管理分支事务处理的资源，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态，并驱动分支事务提交或回滚。
Seata 实现分布式事务，设计了一个关键角色
UNDO_LOG（回滚日志记录表），我们在每个应用分布式事务的业务库中创建这张表，这个表的核心作用就是，将业务数据在更新前后的数据镜像组织成回滚日志，备份在UNDO_LOG表中，以便业务异常能随时回滚。
Seata分TC、TM和RM三个角色，TC（Server端）为单独服务端部署，TM和RM（Client端）由业务系统集成。
Seata 也是从两段提交演变而来的一种分布式事务解决方案，提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 等事务模式，这里重点介绍 AT模式。
既然 Seata 是两段提交，那我们看看它在每个阶段都做了点啥？下边我们还以下单扣库存、扣余额举例。
先介绍 Seata 分布式事务的几种角色：
Transaction Coordinator(TC): 全局事务协调者，用来协调全局事务和各个分支事务（不同服务）的状态， 驱动全局事务和各个分支事务的回滚或提交。Transaction Manager™: 事务管理者，业务层中用来开启/提交/回滚一个整体事务（在调用服务的方法中用注解开启事务）。Resource Manager(RM): 资源管理者，一般指业务数据库代表了一个分支事务（Branch Transaction），管理分支事务与TC进行协调注册分支事务并且汇报分支事务的状态，驱动分支事务的提交或回滚。
Seata 实现分布式事务，设计了一个关键角色
UNDO_LOG（回滚日志记录表），我们在每个应用分布式事务的业务库中创建这张表，这个表的核心作用就是，将业务数据在更新前后的数据镜像组织成回滚日志，备份在UNDO_LOG表中，以便业务异常能随时回滚。
第一个阶段
比如：下边我们更新 user 表的 name 字段。
update user set name = '小富最帅' where name = '程序员内点事'
首先 Seata 的 JDBC 数据源代理通过对业务 SQL 解析，提取 SQL 的元数据，也就是得到 SQL 的类型（UPDATE），表（user），条件（where name = '程序员内点事'）等相关的信息。
第一个阶段的流程图
先查询数据前镜像，根据解析得到的条件信息，生成查询语句，定位一条数据。
select name from user where name = '程序员内点事'
数据前镜像
紧接着执行业务 SQL，根据前镜像数据主键查询出后镜像数据
select name from user where id = 1
数据后镜像
把业务数据在更新前后的数据镜像组织成回滚日志，将业务数据的更新和回滚日志在同一个本地事务中提交，分别插入到业务表和 UNDO_LOG 表中。
回滚记录数据格式如下：包括 afterImage 后镜像、beforeImage 前镜像、 branchId 分支事务ID、xid 全局事务ID
{
"branchId":641789253,
"xid":"xid:xxx",
"undoItems":[
{
"afterImage":{
"rows":[
{
"fields":[
{
"name":"id",
"type":4,
"value":1
}
]
}
],
"tableName":"product"
},
"beforeImage":{
"rows":[
{
"fields":[
{
"name":"id",
"type":4,
"value":1
}
]
}
],
"tableName":"product"
},
"sqlType":"UPDATE"
}
]
}
这样就可以保证，任何提交的业务数据的更新一定有相应的回滚日志。
在本地事务提交前，各分支事务需向
全局事务协调者TC 注册分支 (Branch Id) ，为要修改的记录申请 全局锁 ，要为这条数据加锁，利用SELECT FOR UPDATE语句。而如果一直拿不到锁那就需要回滚本地事务。TM 开启事务后会生成全局唯一的XID，会在各个调用的服务间进行传递。
有了这样的机制，本地事务分支（Branch Transaction）便可以在全局事务的第一阶段提交，并马上释放本地事务锁定的资源。相比于传统的 XA 事务在第二阶段释放资源，Seata 降低了锁范围提高效率，即使第二阶段发生异常需要回滚，也可以快速 从UNDO_LOG 表中找到对应回滚数据并反解析成 SQL 来达到回滚补偿。
最后本地事务提交，业务数据的更新和前面生成的 UNDO LOG 数据一并提交，并将本地事务提交的结果上报给全局事务协调者 TC。
第二个阶段
第二阶段是根据各分支的决议做提交或回滚：
如果决议是全局提交，此时各分支事务已提交并成功，这时 全局事务协调者（TC） 会向分支发送第二阶段的请求。收到 TC 的分支提交请求，该请求会被放入一个异步任务队列中，并马上返回提交成功结果给 TC。异步队列中会异步和批量地根据 Branch ID 查找并删除相应 UNDO LOG 回滚记录。
如果决议是全局回滚，过程比全局提交麻烦一点，RM 服务方收到 TC 全局协调者发来的回滚请求，通过 XID 和 Branch ID 找到相应的回滚日志记录，通过回滚记录生成反向的更新 SQL 并执行，以完成分支的回滚。
注意：这里删除回滚日志记录操作，一定是在本地业务事务执行之后
上边说了几种分布式事务各自的优缺点，下边实践一下分布式事务中间 Seata 感受一下。
Seata的执行流程
- A 服务【订单微服务】的 TM[ 事务发起者 ] 向 TC[seata 服务端 ] 申请开启一个全局事务， TC 就会创建一个全局事务并返回一个唯一的 XID
- A 服务开始远程调用 B 服务【账户微服务】，此时 XID 会在微服务的调用链上传播
- B 服务的 RM 向 TC 注册分支事务，并将其纳入 XID 对应的全局事务的管辖
- B 服务执行分支事务，向数据库做操作
- 全局事务调用链处理完毕， TM 根据有无异常向 TC 发起全局事务的提交或者回滚
- TC 协调其管辖之下的所有分支事务， 决定是否回滚
Seata 实践
Seata 是一个需独立部署的中间件，所以先搭 Seata Server，这里以最新的 seata-server-1.4.0 版本为例，下载地址：https://seata.io/en-us/blog/download.html
解压后的文件我们只需要关心 \seata\conf 目录下的 file.conf 和 registry.conf 文件。具体查看官方文档
Seata Server
file.conf
file.conf 文件用于配置持久化事务日志的模式，目前提供 file、db、redis 三种方式。
file.conf 文件配置
注意：在选择 db 方式后，需要在对应数据库创建 globalTable（持久化全局事务）、branchTable（持久化各提交分支的事务）、 lockTable（持久化各分支锁定资源事务）三张表。
-- the table to store GlobalSession data
-- 持久化全局事务
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
-- 持久化各提交分支的事务
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
-- 持久化每个分支锁表事务
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;
registry.conf
registry.conf 文件设置 注册中心 和 配置中心：
目前注册中心支持 nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa 七种，这里我使用的 eureka作为注册中心 ；配置中心支持 nacos 、apollo、zk、consul、etcd3 五种方式。
registry.conf 文件配置
配置完以后在 \seata\bin 目录下启动 seata-server 即可，到这 Seata 的服务端就搭建好了。
Seata Client
Seata Server 环境搭建完，接下来我们新建三个服务 order-server（下单服务）、storage-server（扣减库存服务）、account-server（账户金额服务），分别服务注册到 eureka。
每个服务的大体核心配置如下：
spring:
application:
name: storage-server
cloud:
alibaba:
seata:
tx-service-group: my_test_tx_group
datasource:
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
url: jdbc:mysql://47.93.6.1:3306/seat-storage
username: root
password: root
# eureka 注册中心
eureka:
client:
serviceUrl:
defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:8761/eureka/
instance:
hostname: 47.93.6.5
prefer-ip-address: true
业务大致流程：用户发起下单请求，本地 order 订单服务创建订单记录，并通过 RPC 远程调用 storage 扣减库存服务和 account 扣账户余额服务，只有三个服务同时执行成功，才是一个完整的下单流程。如果某个服执行失败，则其他服务全部回滚。
Seata 对业务代码的侵入性非常小，代码中使用只需用 @GlobalTransactional 注解开启一个全局事务即可。
@Override
@GlobalTransactional(name = "create-order", rollbackFor = Exception.class)
public void create(Order order) {
String xid = RootContext.getXID();
LOGGER.info("------->交易开始");
//本地方法
orderDao.create(order);
//远程方法 扣减库存
storageApi.decrease(order.getProductId(), order.getCount());
//远程方法 扣减账户余额
LOGGER.info("------->扣减账户开始order中");
accountApi.decrease(order.getUserId(), order.getMoney());
LOGGER.info("------->扣减账户结束order中");
LOGGER.info("------->交易结束");
LOGGER.info("全局事务 xid： {}", xid);
}
前边说过 Seata AT 模式实现分布式事务，必须在相关的业务库中创建 undo_log 表来存数据回滚日志，表结构如下：
-- for AT mode you must to init this sql for you business database. the seata server not need it.
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `undo_log`
(
`id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'increment id',
`branch_id` BIGINT(20) NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
`xid` VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
`context` VARCHAR(128) 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 NOT NULL COMMENT 'create datetime',
`log_modified` DATETIME NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
PRIMARY KEY (`id`),
UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`, `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
AUTO_INCREMENT = 1
DEFAULT CHARSET = utf8 COMMENT ='AT transaction mode undo table';
到这环境搭建的工作就完事了，完整案例会在后边贴出
GitHub地址，就不在这占用篇幅了。
测试 Seata
项目中的服务调用过程如下图：
服务调用过程
启动各个服务后，我们直接请求下单接口看看效果，只要 order 订单表创建记录成功，storage 库存表 used 字段数量递增、account 余额表 used 字段数量递增则表示下单流程成功。
原始数据
请求后正向流程是没问题的，数据和预想的一样
下单数据
而且发现 TM 事务管理者 order-server 服务的控制台也打印出了两阶段提交的日志
控制台两次提交
那么再看看如果其中一个服务异常，会不会正常回滚呢？在 account-server 服务中模拟超时异常，看能否实现全局事务回滚。
全局事务回滚
发现数据全没执行成功，说明全局事务回滚也成功了
那看一下 undo_log 回滚记录表的变化情况，由于 Seata 删除回滚日志的速度很快，所以要想在表中看见回滚日志，必须要在某一个服务上打断点才看的更明显。
回滚记录
注意：
1，异常需要层层往上抛，如果你在子服务将异常处理的话（比如全局异常处理GlobalExceptionHandler），seata会认为你已经手动处理了异常。
2，出现事务失效的情况下，优先检查 RootContext.getXID() ，xid是否传递且一致。
3，主服务加上@GlobalTransactional注解即可，被调用服务不用加@GlobalTransactional和@Transactional.
4，@GlobalTransactional(rollbackFor = Exception.class)最好加上rollbackFor = Exception.class，表示遇到Exception都回滚，不然遇到有些异常（如自定义异常）则不会回滚。
参考：
面试被问分布式事务（2PC、3PC、TCC），这样解释没毛病！
对比 5 种分布式事务方案，还是宠幸了阿里的 Seata（原理 + 实战）
分布式事务 SEATA-1.4.1 AT模式 配合NACOS 应用
