Seata分布式事务

Seata（Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture）是阿里巴巴开源的分布式事务解决方案，专为微服务架构设计。Spring Cloud Alibaba Seata 提供了 Spring Cloud 标准的分布式事务实现。

分布式事务问题

在微服务架构中，一个业务操作通常需要调用多个微服务来完成。这些服务可能使用不同的数据库，如何保证这些操作的原子性就成为了一个挑战。

分布式事务面临的主要问题包括：

原子性难保证：多个服务的操作要么全部成功，要么全部失败
数据一致性：所有节点的数据最终一致
故障恢复：某个节点故障后，如何恢复事务状态
性能开销：分布式事务会带来额外的性能开销

Seata 架构和原理

Seata 的核心组件

Seata 由以下三个角色组成：

TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者：维护全局事务的运行状态，负责协调并决定全局事务的提交或回滚。
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，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态，并驱动分支事务的提交或回滚。

Seata 的工作流程

TM 向 TC 申请开启一个全局事务，全局事务创建成功并生成一个全局唯一的 XID。
XID 在微服务调用链路的上下文中传播。
RM 向 TC 注册分支事务，将其纳入 XID 对应全局事务的管辖。
TM 向 TC 发起针对 XID 的全局提交或回滚决议。
TC 调度 XID 下管辖的全部分支事务完成提交或回滚。

Seata 的事务模式

Seata 提供了四种事务模式：

1. AT 模式

AT 模式是 Seata 的默认模式，基于两阶段提交和回滚日志实现，适用于关系型数据库。

工作原理：

一阶段：业务数据和回滚日志在同一个本地事务中提交
二阶段：
- 提交：异步删除回滚日志
- 回滚：根据回滚日志生成补偿操作，完成数据回滚

优点：

对业务无侵入，仅需要添加注解
自动生成回滚操作，无需手动编写

适用场景：

基于关系型数据库的微服务
CRUD 操作为主的业务场景

2. TCC 模式

TCC (Try-Confirm-Cancel) 模式需要用户实现三个操作接口，完全由业务逻辑控制。

工作原理：

Try：资源的检查和预留
Confirm：真正执行业务，使用预留的资源
Cancel：释放预留的资源

优点：

完全根据业务逻辑实现，灵活性高
不依赖于数据库，可支持多种资源类型

适用场景：

对性能要求较高的场景
非关系型数据库操作
复杂业务逻辑，仅靠 SQL 无法实现的场景

3. Saga 模式

Saga 模式是长事务解决方案，基于正向服务和补偿服务实现。

工作原理：

每个服务都有对应的补偿服务
如果正向服务链路执行成功，则全局事务完成
如果中间某个服务失败，则按照相反顺序执行已完成服务的补偿服务

优点：

适合长事务
无需锁定资源，并发度高

适用场景：

业务流程长、业务流程多的场景
需要保证最终一致性的场景

4. XA 模式

XA 模式直接使用 XA 协议实现分布式事务，依赖于数据库对 XA 协议的支持。

工作原理：

一阶段：执行 SQL 但不提交
二阶段：TC 发起全局提交或回滚，RM 执行提交或回滚

优点：

强一致性
对业务无侵入

适用场景：

需要强一致性的场景
对性能要求不高的场景

部署 Seata 服务器

方式一：下载安装包

从 Seata GitHub Releases 下载最新版本的安装包
解压后配置数据库：
在 script/server/db 目录下找到对应数据库的 SQL 脚本，创建 Seata 的配置和会话表
修改配置文件：
编辑 conf/application.yml 文件，配置数据库连接和注册中心等信息

启动服务器：

bash

# Linux/Mac
sh bin/seata-server.sh

# Windows
bin\seata-server.bat

方式二：使用 Docker

bash

docker run --name seata-server -p 8091:8091 -e SEATA_CONFIG_NAME=file:/root/seata-config/registry -v /path/to/config:/root/seata-config seataio/seata-server:latest

整合 Spring Cloud Alibaba 应用

1. 添加依赖

xml

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>

2. 配置 Seata

在 application.yml 中添加 Seata 配置：

yaml

seata:
  enabled: true
  application-id: ${spring.application.name}
  tx-service-group: my_tx_group  # 事务分组名称
  service:
    vgroup-mapping:
      my_tx_group: default  # 映射到 TC 服务器的集群名
    grouplist:
      default: 127.0.0.1:8091  # TC 服务器地址
  registry:
    type: nacos  # 注册中心类型，根据实际情况选择
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      namespace: public
      group: SEATA_GROUP
  config:
    type: nacos  # 配置中心类型，根据实际情况选择
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      namespace: public
      group: SEATA_GROUP

3. 配置数据源代理

在 Spring Boot 应用中配置数据源代理，使 Seata 能够管理数据库操作：

java

@Configuration
public class DataSourceConfig {
    
    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    public DruidDataSource druidDataSource() {
        return new DruidDataSource();
    }
    
    @Primary
    @Bean("dataSource")
    public DataSource dataSource(DruidDataSource druidDataSource) {
        // 使用 Seata 代理数据源
        return new DataSourceProxy(druidDataSource);
    }
}

注意：在 Seata 1.2.0 及以上版本，客户端不再需要显式配置 DataSourceProxy，由 Seata 自动处理。

4. 使用 AT 模式

在业务服务的入口方法上添加 @GlobalTransactional 注解：

java

@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    
    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;
    
    @Autowired
    private AccountClient accountClient;
    
    @Autowired
    private InventoryClient inventoryClient;
    
    @GlobalTransactional(name = "create-order", rollbackFor = Exception.class)
    @Override
    public Order createOrder(OrderDTO orderDTO) {
        // 创建订单
        Order order = new Order();
        order.setUserId(orderDTO.getUserId());
        order.setProductId(orderDTO.getProductId());
        order.setAmount(orderDTO.getAmount());
        order.setStatus(OrderStatus.INIT);
        orderMapper.insert(order);
        
        // 扣减库存
        inventoryClient.deduct(orderDTO.getProductId(), orderDTO.getCount());
        
        // 扣减余额
        accountClient.debit(orderDTO.getUserId(), orderDTO.getAmount());
        
        // 更新订单状态
        order.setStatus(OrderStatus.SUCCESS);
        orderMapper.updateById(order);
        
        return order;
    }
}

5. 使用 TCC 模式

定义 TCC 接口和实现类：

java

@LocalTCC
public interface AccountService {
    
    @TwoPhaseBusinessAction(name = "debitAccount", commitMethod = "confirm", rollbackMethod = "cancel")
    boolean prepare(@BusinessActionContextParameter(paramName = "userId") String userId,
                  @BusinessActionContextParameter(paramName = "amount") double amount);
    
    boolean confirm(BusinessActionContext context);
    
    boolean cancel(BusinessActionContext context);
}

@Service
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
    
    @Autowired
    private AccountMapper accountMapper;
    
    @Autowired
    private AccountFreezeMapper freezeMapper;
    
    @Override
    @Transactional
    public boolean prepare(String userId, double amount) {
        // 检查用户余额
        Account account = accountMapper.selectById(userId);
        if (account.getBalance() < amount) {
            throw new InsufficientBalanceException();
        }
        
        // 冻结资金
        account.setFrozen(account.getFrozen() + amount);
        accountMapper.updateById(account);
        
        // 记录冻结记录
        AccountFreeze freeze = new AccountFreeze();
        freeze.setUserId(userId);
        freeze.setAmount(amount);
        freeze.setTxId(RootContext.getXID());
        freezeMapper.insert(freeze);
        
        return true;
    }
    
    @Override
    @Transactional
    public boolean confirm(BusinessActionContext context) {
        String userId = context.getActionContext("userId").toString();
        Double amount = (Double) context.getActionContext("amount");
        String txId = context.getXid();
        
        // 查找冻结记录
        AccountFreeze freeze = freezeMapper.selectByTxId(txId);
        if (freeze == null) {
            return true; // 幂等处理
        }
        
        // 扣减实际金额
        Account account = accountMapper.selectById(userId);
        account.setBalance(account.getBalance() - amount);
        account.setFrozen(account.getFrozen() - amount);
        accountMapper.updateById(account);
        
        // 删除冻结记录
        freezeMapper.deleteById(freeze.getId());
        
        return true;
    }
    
    @Override
    @Transactional
    public boolean cancel(BusinessActionContext context) {
        String userId = context.getActionContext("userId").toString();
        Double amount = (Double) context.getActionContext("amount");
        String txId = context.getXid();
        
        // 查找冻结记录
        AccountFreeze freeze = freezeMapper.selectByTxId(txId);
        if (freeze == null) {
            return true; // 幂等处理
        }
        
        // 解冻资金
        Account account = accountMapper.selectById(userId);
        account.setFrozen(account.getFrozen() - amount);
        accountMapper.updateById(account);
        
        // 删除冻结记录
        freezeMapper.deleteById(freeze.getId());
        
        return true;
    }
}

Seata 的高级特性

1. 全局锁

Seata 的 AT 模式使用全局锁机制来解决写冲突问题：

在一阶段，RM 通过 SELECT FOR UPDATE 语句获取本地锁，并向 TC 注册全局锁
在二阶段提交时，RM 释放本地锁和全局锁
在二阶段回滚时，RM 通过全局锁确保回滚操作的安全执行

2. 隔离级别

Seata 的默认隔离级别是读未提交（Read Uncommitted），可以通过配置参数 client.rm.lock.retryPolicyBranchRollbackOnConflict 来调整。

3. 事务超时

可以通过 @GlobalTransactional 注解的 timeoutMills 参数设置事务超时时间：

java

@GlobalTransactional(timeoutMills = 60000) // 设置60秒超时
public void businessMethod() {
    // 业务逻辑
}

4. 配置中心和注册中心

Seata 支持多种配置中心和注册中心，如 Nacos、Eureka、ZooKeeper、Consul 等：

yaml

seata:
  registry:
    type: nacos  # 可选：nacos, eureka, zookeeper, consul 等
    # 其他配置...
  config:
    type: nacos  # 可选：nacos, apollo, zookeeper, consul 等
    # 其他配置...

常见问题与解决方案

1. 分支事务提交失败

可能原因：

网络问题导致 RM 和 TC 通信失败
TC 服务器异常

解决方案：

检查网络连接
查看 TC 服务器日志
配置适当的重试机制

2. 全局事务锁冲突

可能原因：

多个全局事务同时修改同一行数据

解决方案：

优化业务逻辑，减少锁冲突
设置适当的锁等待时间和重试次数

3. 性能问题

可能原因：

使用了不适合的事务模式
事务粒度过大，包含过多操作

解决方案：

选择合适的事务模式，如 TCC 比 AT 性能更好
减小事务范围，只包含必要的操作
使用异步确认和回滚机制

4. 数据不一致

可能原因：

回滚失败
未正确配置所有参与事务的资源

解决方案：

实现全面的监控，及时发现不一致
设置合理的重试策略
必要时实现补偿机制

最佳实践

选择合适的事务模式：
- 简单 CRUD 场景：优先使用 AT 模式
- 性能要求高的场景：考虑 TCC 模式
- 长事务场景：考虑 Saga 模式
- 强一致性需求：考虑 XA 模式
合理控制事务粒度：
- 避免事务过大，减少锁冲突
- 尽可能减少参与全局事务的微服务数量
实现幂等性：
- 确保所有事务操作都是幂等的，防止重复执行
异常处理：
- 全面捕获并处理异常
- 实现回滚补偿机制
- 设置合理的超时时间
监控与告警：
- 监控事务成功率、执行时间等指标
- 对异常事务设置告警
性能优化：
- 使用连接池优化数据库连接
- 考虑使用批处理提高性能
- 对不需要强一致性的操作使用异步处理

总结

Seata 作为一款开源的分布式事务解决方案，提供了 AT、TCC、Saga 和 XA 四种事务模式，能够满足不同场景下的分布式事务需求。通过与 Spring Cloud Alibaba 的无缝集成，开发者可以方便地在微服务架构中实现分布式事务，保证数据的一致性。

选择合适的事务模式、合理控制事务粒度、实现幂等性和异常处理等最佳实践，可以帮助开发者构建更可靠、高效的分布式事务系统。

Seata分布式事务 ​

分布式事务问题 ​

Seata 架构和原理 ​

Seata 的核心组件 ​

Seata 的工作流程 ​

Seata 的事务模式 ​

1. AT 模式 ​

2. TCC 模式 ​

3. Saga 模式 ​

4. XA 模式 ​

部署 Seata 服务器 ​

方式一：下载安装包 ​

方式二：使用 Docker ​

整合 Spring Cloud Alibaba 应用 ​

1. 添加依赖 ​

2. 配置 Seata ​

3. 配置数据源代理 ​

4. 使用 AT 模式 ​

5. 使用 TCC 模式 ​

Seata 的高级特性 ​

1. 全局锁 ​

2. 隔离级别 ​

3. 事务超时 ​

4. 配置中心和注册中心 ​

常见问题与解决方案 ​

1. 分支事务提交失败 ​

2. 全局事务锁冲突 ​

3. 性能问题 ​

4. 数据不一致 ​

最佳实践 ​

总结 ​

Seata分布式事务

分布式事务问题

Seata 架构和原理

Seata 的核心组件

Seata 的工作流程

Seata 的事务模式

1. AT 模式

2. TCC 模式

3. Saga 模式

4. XA 模式

部署 Seata 服务器

方式一：下载安装包

方式二：使用 Docker

整合 Spring Cloud Alibaba 应用

1. 添加依赖

2. 配置 Seata

3. 配置数据源代理

4. 使用 AT 模式

5. 使用 TCC 模式

Seata 的高级特性

1. 全局锁

2. 隔离级别

3. 事务超时

4. 配置中心和注册中心

常见问题与解决方案

1. 分支事务提交失败

2. 全局事务锁冲突

3. 性能问题

4. 数据不一致

最佳实践

总结