seata笔记

分布式事务产生背景

数据库拆分

• 单库单表支撑不了业务时需要对数据库进行水平拆分。分库分表后，原来在一个数据库上就能完成的写操作，可能会跨多个数据库，就产生了跨数据库事务问题

业务服务化拆分

• 业务拆分后，一个完整的业务逻辑可能会涉及多个服务，多个服务之间存在跨服务事务问题

分布式事务理论基础

两阶段提交协议（对应阿里的AT模式）

事务管理器分为两个阶段来协调资源管理器，第一阶段准备资源，也就是预留事务所需资源，如果资源管理器资源预留成功，则进行第二阶段资源提交，否则协调资源管理器回滚资源

例如：扣款流程，第一步先冻结资金，冻结成功后进行第二步扣款，扣除成功则把事务提交。若第二步扣款失败则将第一步回滚，恢复冻结资金

TCC (Try-Confirm-Cancel)

实际上是对服务化的两个阶段提交协议，业务开发者需要实现这三个服务接口，第一阶段服务自由业务代码编排来调用Try接口进行资源预留，所有参与者的Try接口都成功了，事务管理器会提交事务，并调用每个参与者的Confirm接口真正提交业务操作，否则调用每个参与者的Cancel接口回滚事务

Saga

• saga是一种补偿协议，在Saga模式下，分布式事务内有多个参与者，每一个参与者都是一个冲正补偿服务，需要用户根据业务场景实现其正向操作和逆向回滚操作

• 分布式事务执行过程中，依次执行各参与者的正向操作，如果所有正向操作均执行成功，那么分布式事务提交。如果任何一个正向操作执行失败，那么分布式事务会退回去执行前面各参与者的逆向回滚操作，回滚已提交的参与者，使分布式事务回到初始状态

• Saga正向服务与补偿服务也需要业务开发者实现

其实TCC、Saga都是两阶段提交的补充

Seata概述

• Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture 简单可扩展自治事务框架。2019年1月开源

2019年1月开源

• 三大模块，TM、RM、TC。其中TM和RM是作为Seata的客户端与业务系统集成在一起，TC作为Seata的服务端独立部署

• 有四种分布式解决方案，AT模式、TCC模式、Saga模式和XA模式

Seata模块

三大模块

• TC(Transaction Coordinator):事务协调器

  维护全局和分支事务的状态，用于全局性事务的提交和回滚

• TM(Transaction Manager): 事务管理器

  定义全局事务域：开启全局事务、提交或者回滚全局事务。向事务指定标识，监视它们的进场，并负责处理事务的完成和失败。事务分支标识（称为XID）由TM指定，以标识一个RM内的全局事务和特定分支

• RM(Resource Manager):资源管理器

  管理分支事务所使用的资源，向TC注册分支事务并报告分支事务状态，接受TC的命令来提交或者回滚分支事务

Seata管理分布式事务典型的生命周期

• TM向TC请求开始全局事务，TC生成一个代表全局性事务的XID

• XID通过微服务的调用链传播

• RM向TC注册本地事务，作为XID对应的全局事务的分支

• TM要求TC提交或者回滚XID相应的全局事务

• TC驱动XID相应的全局事务下的分支事务完成分支的提交或者回滚

AT模式

AT模式是一种无入侵的分布式事务解决方案。在AT模式下，用户只需关注自己的业务SQL，用户的业务SQL作为一阶段，seata框架会自动生成事务的二阶段提交和回滚操作

AT模式-第一阶段

seata会拦截“业务SQL”，首先解析SQL语义，找到业务sql要更新的业务数据，在业务数据被更新前，将其保存成before image，然后执行业务sql更新业务数据，在业务数据更新之后，再将其保存成after image,最后生成行锁。以上操作全部在一个数据库事务内完成，这样保证了一阶段操作的原子性

AT模式-第二阶段

二阶段如果是提交的话，因为业务sql在一阶段已经提交至数据库，所以seata框架只需将一阶段保存的快照数据和行锁删除，完成数据清理即可

TCC模式基本原理

分为Try-Confirm-Cancel 3个操作。其和两阶段提交有点类似，Try为第一阶段，Confirm-Cancel为第二阶段，是一种应用层面侵入业务的两阶段提交

操作方法	含义
Try	预留业务资源/数据校验
Confirm	确认执行业务操作，实际提交数据，不做任何业务检查，try成功，confirm必定成功，需要保证幂等
Cancel	取消执行业务操作，实际回滚数据需保证幂等

其核心在于将业务分为两个操作步骤完成。不依赖RM对分布式事务的支持，而是通过对业务逻辑的分解来实现分布式事务。相对于AT模式，TCC模式对业务代码有一定的入侵性，但是TCC模式无AT模式的全局行锁，TCC性能会比AT模式高很多

TCC模式原理图

TCC幂等操作

使用TCC时需要注意Try-Confirm-Cancel 3个操作的幂等控制，网络原因，或者重试操作都有可能导致这几个操作的重复执行

TCC空回滚

事务协调器在调用TCC一阶段Try操作时，可能会出现因为丢包而导致网络超时，此时事务协调器会触发二阶段回滚，TCC在未收到Try请求的情况下收到Cancel请求，这种场景被称为空回滚。

解决思路：

回滚请求处理时，如果对应的具体业务数据为空，则返回成功，让事务服务管理器认为已回滚，否则会不断重试，而Cancel又没有对应的业务数据可以进行回滚

TCC防悬挂

事务协调器在调用TCC服务的一阶段Try操作时，可能会出现因网络拥堵而导致的超时，此时事务协调器会触发二阶段回滚，调用TCC服务的Cancel操作；在此之后，拥堵在网络上的一阶段Try数据包被TCC服务收到，出现二阶段Cancel请求比一阶段Try请求先执行的情况；

解决思路：

在二阶段执行时插入一条事务控制记录，状态为已回滚，这样当一阶段执行时，先读取记录，如果记录存在，就认为二阶段回滚操作已经执行，不再执行Try方法

Saga模式

长事务解决方案。

Saga模式使用场景

• 适用于业务流程长且徐亚保证事务最终一致性的业务系统

• 无法进行改造和提供TCC要求的接口，可以使用Saga模式

Saga模式优势

• 无锁，高性能

• 异步执行，高吞吐

• 补充服务容易理解，容易实现

TM事务管理器

开启、提交、回滚分布式事务

RM 资源管理器

注册、汇报、执行资源

TC 事务管理器服务功能

存储事务管理日志，补偿异常事务