分布式事务

官方文档：Seata (opens new window)

1、简介

分布式一致性是分布式系统需解决的关键问题之一，在微服务的实践中分布式事务是用户遇到的最大痛点。

Seata 在阿里经济体内部经过了漫长的孵化，承载了双 11 洪荒流量，实践证明 Seata 是一款解决分布式数据一致性的的优秀组件。

Seata 除了提供了独创的 AT 事务模式外，还扩展了 TCC、Saga 和 XA 事务模式，满足大家对于不同业务场景中的需求。

2、学习目标

1. 理解分布式事务在业务中的核心使用场景和常用解决方案
2. 理解 Seata AT 事务模式的核心原理
3. 掌握 Seata 作为分布式事务组件与 Spring Cloud 的整合
4. 如何扩展一个 RPC 框架
5. Seata 实战

3、为什么需要分布式事务？

前言

分布式事务不是在新架构下产生的新问题，即使在单体应用中同样存在着分布式事务问题，典型的场景是单体应用执行方法中含有多个数据源。

X/OPEN 对于这一问题，提出了含有三种角色的 DTP(Distributed Transaction Processing)模型并形成了 XA 规范来解决此问题。

各厂商针对 XA 规范做了具体的实现，也就是大家常说的 XA 协议。在 Java 体系中基于 DTP 模型提出了 JTA 规范，定义了分布式事务中的【事务管理器(TM)】与【资源管理器(RM)】、【应用程序(AP)】等的 Java 接口。

在 Java EE 时代，应用服务器如 weblogic 充当了 TM 的角色，而传统关系数据库通过实现 XA 协议充当了 RM 的角色。

原因

微服务架构的引入使分布式数据一致性问题更为突出，由原来的单体应用拆分出来几十甚至上百个微服务。

• 如何保证服务间的一致性？
• 当在一条较长的微服务调用链中，位于中间位置的微服务节点出现异常，如何保证整个服务的数据一致性？

业务的本质体现在数据上，数据不一致的直接后果是可能产生资损，更严重的是如果不一致的数据不能被及时发现，业务再次基于此数据的进行相关逻辑操作，会进一步导致数据错上加错，最终很难溯源。

4、常见的分布式事务解决方案

从是否满足事务 ACID 特性上，我们可以将事务分为两大类：刚性事务和柔性事务。

在常见解决方案中：

1. XA 事务属于刚性事务解决方案，
2. 而其他的大多数解决方案如 TCC、 Saga、消息最终一致性则属于柔性事务解决方案。

消息最终一致性

消息最终一致性方案是在 Seata 问世之前，市面上应用最广泛的一种解决方案。

优点

它本身具有削峰填谷，可异步化的优点，更多的适应于可异步化的末端链路消息通知场景。

缺点

但是它本身也存在着一些缺点：

1. 需要依赖可靠消息组件，消息的可靠性很重要，大多数的原生消息组件故障时很难降级；
2. 实时性比较差，要经过多次网络 IO 开销和持久化，遇到队列积压情形实时性不可控；
3. 无法保证隔离性，在已发送消息和消息消费之前，中间数据对外可见，无法满足事务 isolate 特性；
4. 只能向前重试不可向后回滚，消息消费无法成功时无法回滚消息生产侧的数据；
5. 无法保证多条消息间的数据一致性。

XA

在工业界使用 XA 落地方案的相对较少，主要集中在应用服务器的场景。

XA 方案要求相关的厂商提供其具体协议的实现，目前大部分关系数据库支持了 XA 协议。

XA 方案被人诟病的是其性能，其实更为严重的是对于连接资源的占用，导致在高并发未有 足够的连接资源来响应请求成为系统的瓶颈。

TCC

Saga

总结

上面提到了 4 种常用的分布式事务解决方案，Seata 集成了 TCC、Saga 和 XA 方 案。另外，Seata 还提供了独创的 AT 强一致分布式事务解决方案。

5、AT 事务模式

一个分布式事务有全局唯一的 xid，由若干个分支事务构成，每个分支事务有全局唯一的 branchId。

6、Seata 与 Spring Cloud 集成

从代码上可以分为三大部分：rest、feign 和 web。AutoConfiguration 结尾的类是 @Configuration 类被 spring.factories 加载，负责创建 package 中所属的 bean。

7、如何扩展一个 RPC 框架？

主要可以分为两大部分：

1. 事务上下文传递
2. 事务上下文绑定和清除

具体 API 参考官方文档：Seata api (opens new window)

8、实战样例

地址：seata/seata-samples: seata-samples (github.com) (opens new window)

参考书籍

重磅下载 | Java 开发者必备手册《Spring Cloud Alibaba 从入门到实战》，阿里双11同款！-阿里云开发者社区 (aliyun.com) (opens new window)