【分布式事务】8.Seata-XA模式
Seata-XA模式
Seata 1.2.0 版本重磅发布新的事务模式：XA 模式，实现对 XA 协议的支持。
我们从三个方面来深入分析：
- XA模式是什么？
- 为什么支持XA？
- XA模式如何实现的，以及如何使用？
XA模式
首先我们需要先了解一下什么是XA？
XA 规范早在上世纪 90 年代初就被提出，用以解决分布式事务处理这个领域的问题。
注意：不存在某一种分布式事务机制可以完美适应所有场景，满足所有需求。
现在，无论 AT 模式、TCC 模式还是 Saga 模式，这些模式的提出，本质上都源自 XA 规范对某些场景需求的无法满足。
什么是XA协议
XA 规范 是 X/Open 组织定义的分布式事务处理（DTP，Distributed Transaction Processing）标准
XA 规范 描述了全局的事务管理器与局部的资源管理器之间的接口。 XA规范 的目的是允许的多个资源（如数据库，应用服务器，消息队列等）在同一事务中访问，这样可以使 ACID 属性跨越应用程序而保持有效。
XA 规范 使用两阶段提交（2PC，Two-Phase Commit）来保证所有资源同时提交或回滚任何特定的事务。
XA 规范 在上世纪 90 年代初就被提出。目前，几乎所有主流的数据库都对 XA 规范 提供了支持。
DTP模型定义如下角色：
- AP：即应用程序，可以理解为使用DTP分布式事务的程序
- RM：资源管理器，可以理解为事务的参与者，一般情况下是指一个数据库的实例（MySql），通过资源管理器对该数据库进行控制，资源管理器控制着分支事务
- TM：事务管理器，负责协调和管理事务，事务管理器控制着全局事务，管理实务生命周期，并协调各个RM。全局事务是指分布式事务处理环境中，需要操作多个数据库共同完成一个工作，这个工作即是一个全局事务。
- DTP模式定义TM和RM之间通讯的接口规范叫XA，简单理解为数据库提供的2PC接口协议，基于数据库的XA协议来实现的2PC又称为XA方案。
案例解释：
- 应用程序（AP）持有订单库和商品库两个数据源。
- 应用程序（AP）通过TM通知订单库（RM）和商品库（RM），来创建订单和减库存，RM此时未提交事务，此时商品和订单资源锁定。
- TM收到执行回复，只要有一方失败则分别向其他RM发送回滚事务，回滚完毕，资源锁释放。
- TM收到执行回复，全部成功，此时向所有的RM发起提交事务，提交完毕，资源锁释放。
XA协议的痛点
如果一个参与全局事务的资源 “失联” 了（收不到分支事务结束的命令），那么它锁定的数据，将一直被锁定。进而，甚至可能因此产生死锁。
这是 XA 协议的核心痛点，也是 Seata 引入 XA 模式要重点解决的问题。
Seata的事务模式
Seata 定义了全局事务的框架。
全局事务 定义为若干 分支事务 的整体协调：
- TM 向 TC 请求发起（Begin）、提交（Commit）、回滚（Rollback）全局事务。
- TM 把代表全局事务的 XID 绑定到分支事务上。
- RM 向 TC 注册，把分支事务关联到 XID 代表的全局事务中。
- RM 把分支事务的执行结果上报给 TC。（可选）
- TC 发送分支提交（Branch Commit）或分支回滚（Branch Rollback）命令给 RM。
Seata 的 全局事务 处理过程，分为两个阶段：
- 执行阶段 ：执行分支事务，并保证执行结果满足是 可回滚的（Rollbackable） 和 持久化的（Durable）。
- 完成阶段： 根据 执行阶段 结果形成的决议，应用通过 TM 发出的全局提交或回滚的请求给 TC，TC 命令 RM 驱动 分支事务 进行 Commit 或 Rollback。
Seata 的所谓事务模式是指：运行在 Seata 全局事务框架下的 分支事务 的行为模式。准确地讲，应该叫作 分支事务模式。
不同的 事务模式 区别在于 分支事务 使用不同的方式达到全局事务两个阶段的目标。即，回答以下两个问题：
- 执行阶段 ：如何执行并 保证 执行结果满足是 可回滚的（Rollbackable） 和 持久化的（Durable）。
- 完成阶段： 收到 TC 的命令后，如何做到分支的提交或回滚？
我们以AT模式举例：
- 执行阶段：
- 可回滚：根据 SQL 解析结果，记录回滚日志
- 持久化：回滚日志和业务 SQL 在同一个本地事务中提交到数据库
- 完成阶段：
- 分支提交：异步删除回滚日志记录
- 分支回滚：依据回滚日志进行反向补偿更新
Seata的XA模式
XA模式：
在 Seata 定义的分布式事务框架内，利用事务资源（数据库、消息服务等）对 XA 协议的支持，以 XA 协议的机制来管理分支事务的一种 事务模式。
- 执行阶段：
- 可回滚：业务 SQL 操作放在 XA 分支中进行，由资源对 XA 协议的支持来保证 可回滚
- 持久化：XA 分支完成后，执行 XA prepare，同样，由资源对 XA 协议的支持来保证 持久化（即，之后任何意外都不会造成无法回滚的情况）
- 完成阶段：
- 分支提交：执行 XA 分支的 commit
- 分支回滚：执行 XA 分支的 rollback
为什么要在Seata中支持XA
为什么要在 Seata 中增加 XA 模式呢？支持 XA 的意义在哪里呢？
本质上，Seata 已经支持的 3 大事务模式：AT、TCC、Saga 都是 补偿型 的。
补偿型 事务处理机制构建在 事务资源 之上（要么在中间件层面，要么在应用层面），事务资源 本身对分布式事务是无感知的。
事务资源 对分布式事务的无感知存在一个根本性的问题：无法做到真正的 全局一致性 。
比如，一条库存记录，处在 补偿型 事务处理过程中，由 100 扣减为 50。此时，仓库管理员连接数据库，查询统计库存，就看到当前的 50。之后，事务因为异外回滚，库存会被补偿回滚为 100。显然，仓库管理员查询统计到的 50 就是 脏 数据。所以补偿型事务是存在中间状态的（中途可能读到脏数据）
XA的价值
与 补偿型 不同，XA 协议 要求 事务资源 本身提供对规范和协议的支持。
因为 事务资源 感知并参与分布式事务处理过程，所以 事务资源（如数据库）可以保障从任意视角对数据的访问有效隔离，满足全局数据一致性。
比如，刚才提到的库存更新场景，XA 事务处理过程中，中间状态数据库存 50 由数据库本身保证，是不会仓库管理员的查询统计看到的。
除了 全局一致性 这个根本性的价值外，支持 XA 还有如下几个方面的好处：
- 业务无侵入：和 AT 一样，XA 模式将是业务无侵入的，不给应用设计和开发带来额外负担。
- 数据库的支持广泛：XA 协议被主流关系型数据库广泛支持，不需要额外的适配即可使用。
- 多语言支持容易：因为不涉及 SQL 解析，XA 模式对 Seata 的 RM 的要求比较少。
- 传统基于 XA 应用的迁移：传统的，基于 XA 协议的应用，迁移到 Seata 平台，使用 XA 模式将更平滑。
XA模式的使用
我们从官方案例入手，具体的官方案例下载地址：https://github.com/seata/seata-samples
官方案例演示图：
案例解析：
整体运行机制：
总结
在当前的技术发展阶段，不存一个分布式事务处理机制可以完美满足所有场景的需求。
一致性、可靠性、易用性、性能等诸多方面的系统设计约束，需要用不同的事务处理机制去满足。
Seata 项目最核心的价值在于：构建一个全面解决分布式事务问题的 标准化 平台。
基于 Seata，上层应用架构可以根据实际场景的需求，灵活选择合适的分布式事务解决方案。
XA 模式的加入，补齐了 Seata 在 全局一致性 场景下的缺口，形成 AT、TCC、Saga、XA 四大 事务模式 的版图，基本可以满足所有场景的分布式事务处理诉求。
