93--分布式事务二-Seata AT 模式
Seata介绍
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。
2019 年 1 月,阿里巴巴中间件团队发起了开源项目 Fescar(Fast & EaSy Commit And Rollback),和社区一起共建开源分布式事务解决方案。Fescar 的愿景是让分布式事务的使用像本地事务的使用一样,简单和高效,并逐步解决开发者们遇到的分布式事务方面的所有难题。
Fescar 开源后,蚂蚁金服加入 Fescar 社区参与共建,并在 Fescar 0.4.0 版本中贡献了 TCC 模式。
为了打造更中立、更开放、生态更加丰富的分布式事务开源社区,经过社区核心成员的投票,大家决定对 Fescar 进行品牌升级,并更名为 Seata,意为:Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture,是一套一站式分布式事务解决方案。
Seata 融合了阿里巴巴和蚂蚁金服在分布式事务技术上的积累,并沉淀了新零售、云计算和新金融等场景下丰富的实践经验,但要实现适用于所有的分布式事务场景的愿景,仍有很长的路要走。
Seata AT事务方案
Seata 的 AT 模式(Automatic Transaction)是一种无侵入的分布式事务解决方案。下面结合具体业务场景来分析其执行的原理。
业务场景
订单系统
当用户下订单时,执行以下三步流程:
- 订单系统保存订单
- 订单系统调用库存服务,减少商品库存
- 订单系统调用账户服务,扣减用户金额
这三步要作为一个整体事务进行管理,要么整体成功,要么整体失败。
Seata AT基本原理
Seata AT 事务分两个阶段来管理全局事务:
第一阶段: 执行各分支事务
第二阶段: 控制全局事务最终提交或回滚
第一阶段:执行各分支事务
微服务系统中,各服务之间无法相互感知事务是否执行成功,这时就需要一个专门的服务,来协调各个服务的运行状态。这个服务称为 TC(Transaction Coordinator),事务协调器。
订单系统开始执行保存订单之前,首先启动 TM(Transaction Manager,事务管理器),由 TM 向 TC 申请开启一个全局事务:
这时TC会产生一个全局事务ID,称为 XID,并将 XID 传回 TM:
这样就开启了全局事务!
全局事务开启后,开始执行创建订单的业务。首先执行保存订单,这时会先启动一个 RM(Resource Manager,资源管理器),并将 XID 传递给 RM。
RM 负责对分支事务(即微服务的本地事务)进行管理,并与 TC 通信,上报分支事务的执行状态、接收全局事务的提交或回滚指令。
RM 首先会使用 XID 向 TC 注册分支事务,将分支事务纳入对应的全局事务管辖。
现在可以执行保存订单的分支事务了。一旦分支事务执行成功,RM 会上报事务状态:
TC 收到后,会将该状态信息传递到 TM:
到此,保存订单过程结束。然后就是调用库存服务,减少商品库存,与订单的执行过程相同。
首先调用库存服务,启动 RM,并传递 XID:
库存服务的 RM 使用 XID 向 TC 进行注册,纳入全局事务管辖:
执行本地事务成功后上报状态,TC会将状态发送给TM:
相同的,完成账户分支事务:
第二阶段:控制全局事务最终提交
现在,TM(全局事务管理器)收集齐了全部分支事务的成功状态,它会进行决策,确定全局事务成功,向 TC 发送全局事务的提交请求:
然后,TC 会向所有 RM 发送提交操作指令,RM 会完成最终提交操作:
到此,全局事务全部提交完成!
第二阶段:控制全局事务最终回滚
上面是全局事务执行成功的情况,下面再来看看事务执行失败的情况。
假设订单业务执行过程中,扣减账户金额这一步分支事务执行失败,那么失败状态对TC上报,然后再发送给TM:
TM 会进行决策,确定全局事务失败,向 TC 发送全局事务的回滚请求:
然后,TC 会向所有 RM 发送回滚操作指令,RM 会完成最终回滚操作:
Seata AT具体工作机制
以上了解了 Seata AT 的基本原理、工作流程,那么 Seata 具体是如何实现全局事务的提交和回滚操作呢?下面来分析 Seata 的具体工作机制。
第一阶段:执行分支事务
以全面订单业务中的库存服务为例,库存表中存在一条商品的库存信息:
现在要执行业务操作减少库存,从50件减少到40件:
执行修改库存业务操作前, 会先取出旧的库存信息:
现在可以修改库存了:
接着,取出更新后的新数据:
接下来,会把旧数据和新数据合并起来,保存到一个事务回滚日志表:undo_log表:
至此,第一阶段,分支事务完成,将状态上报给TC:
第二阶段:控制全局事务最终回滚
假如全局事务失败,那么第一阶段已提交的分支事务要执行回滚操作。
首先会收到来自 TC 的全局事务回滚指令:
接下来,根据事务回滚日志(undo_log)表的记录,将商品恢复成旧的库存数据:
然后删除事务日志,最终完成第二阶段回滚操作:
第二阶段:控制全局事务最终提交
上面是全局事务回滚操作。如果全局事务成功,要完成最终提交,AT模式最终提交操作非常简单,只需要删除日志数据即可。
首先接收到 TC 的全局事务提交指令:
接着,直接删除事务日志,就完成了第二阶段提交操作:
至此完成了事务的提交。