分布式事务解决方案-Seata应用实践_seata解决事务一致性

前言

随着微服务架构的流行，系统之间的交互变得更加复杂，事务一致性的保障成为一个挑战。Seata提供了一套完整的分布式事务解决方案，能够确保分布式系统中各个参与方的事务一致性。

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一、Seata是什么？

seata官方文档https://seata.io/zh-cn/docs/user/quickstart/

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。

四大事务模式：

XA模式： XA模式是一个标准化的分布式事务处理协议，它使用两阶段提交（Two-Phase Commit，2PC）协议来确保多个资源管理器（RM）参与的分布式事务的一致性。在XA模式中，事务管理器负责协调各个参与者的资源管理器，并决定事务的提交或回滚。

AT模式： AT（Automatic Transactional）模式是Seata框架中的一种分布式事务解决方案。AT模式通过在每个参与者（服务）的数据库操作中添加适当的事务注解，使得Seata能够自动协调并管理分布式事务的提交或回滚，以保证事务的一致性。

TCC模式： TCC（Try-Confirm-Cancel）模式是一种基于补偿机制的分布式事务解决方案。在TCC模式中，事务操作被分解为三个阶段：尝试（Try）、确认（Confirm）和取消（Cancel）。参与者通过实现这三个阶段的业务逻辑，并提供相应的补偿操作，来保证分布式事务的一致性。

SAGA模式： SAGA模式是一种用于实现长事务处理的分布式事务解决方案。在SAGA模式中，事务被分解为多个连续的局部事务，每个局部事务都有相应的补偿操作。通过按照预定义的顺序执行这些局部事务和补偿操作，SAGA模式实现了分布式事务的一致性和容错性。

二、windows搭建

1.下载并配置

1.1、下载

seata下载https://github.com/apache/incubator-seata/releases选择自己需要的版本下载。

1.2、解压

1.3、修改配置文件seate\seata\conf\application.yml，修改seata的config对应的nacos信息和seata的registry对应的nacos信息

配置seata的config和registry类型为nacos，并把nacos相关的配置信息完善；

server:
  port: 7091
 
spring:
  application:
    name: seata-server
 
logging:
  config: classpath:logback-spring.xml
  file:
    path: ${user.home}/logs/seata
  extend:
    logstash-appender:
      destination: 127.0.0.1:4560
    kafka-appender:
      bootstrap-servers: 127.0.0.1:9092
      topic: logback_to_logstash
 
console:
  user:
    username: seata
    password: seata
 
 
seata:
  config:
    # support: nacos, consul, apollo, zk, etcd3
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 192.168.0.74:8847
      namespace: rfid
      group: SEATA_GROUP
      username: nacos
      password: nacos
      data-id: seataServer.properties
 
  registry:
    # support: nacos, eureka, redis, zk, consul, etcd3, sofa
    type: nacos
    nacos:
      application: seata-server
      server-addr: 192.168.0.74:8847
      group: SEATA_GROUP
      namespace: rfid
      cluster: default
      username: nacos
      password: nacos
 
#  store:
    # support: file 、 db 、 redis
 #   mode: file
#  server:
#    service-port: 8091 #If not configured, the default is '${server.port} + 1000'
  security:
    secretKey: SeataSecretKey0c382ef121d778043159209298fd40bf3850a017
    tokenValidityInMilliseconds: 1800000
    ignore:
      urls: /,/**/*.css,/**/*.js,/**/*.html,/**/*.map,/**/*.svg,/**/*.png,/**/*.ico,/console-fe/public/**,/api/v1/auth/login

1.4、nacos添加配置文件seataServer.properties，配置seata服务的相关信息，例如数据库连接等

具体配置代码给出如下：

#公共部分
transport.serialization=seata
transport.compressor=none
transport.heartbeat=true
registry.type=nacos
config.type=nacos
#server端
server.undo.logSaveDays=7
server.undo.logDeletePeriod=86400000
server.maxCommitRetryTimeout=-1
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000
#存储模式选db
store.mode=db
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
#这里url跟上rewriteBatchedStatements=true，原因看官网-参数配置-附录7，增加批量插入效率
store.db.url=jdbc:mysql://192.168.10.23:19131/seata?useUnicode=true$rewriteBatchedStatements=true&characterEncoding=utf8&zeroDateTimeBehavior=convertToNull&useSSL=true&serverTimezone=GMT%2B8&nullCatalogMeansCurrent=true
store.db.user=root
store.db.password=Digitalor@MCRFID1688
 
#默认1和20，稍微调大点
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.maxWait=5000
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.lockTable=lock_table
store.db.queryLimit=100
#监控，只支持prometheus
metrics.enabled=false
metrics.registryType=compact
metrics.exporterList=prometheus
metrics.exporterPrometheusPort=9898
#client端
seata.enabled=true
seata.enableAutoDataSourceProxy=true
seata.useJdkProxy=false
transport.enableClientBatchSendRequest=true
client.log.exceptionRate=100
# 全局事务Mysql数据的自动清理，默认为false，防止数据过大
service.disableGlobalTransaction=false
client.tm.degradeCheck=false
client.tm.degradeCheckAllowTimes=10
client.tm.degradeCheckPeriod=2000
client.rm.reportSuccessEnable=false
client.rm.asyncCommitBufferLimit=10000
client.rm.lock.retryInterval=10
client.rm.lock.retryTimes=30
client.rm.lock.retryPolicyBranchRollbackOnConflict=true
client.rm.reportRetryCount=5
client.rm.tableMetaCheckEnable=false
#一阶段全局提交和回滚结果上报TC重试次数，默认1，这里改成3
client.tm.commitRetryCount=3
client.tm.rollbackRetryCount=3
client.undo.dataValidation=true
client.undo.logSerialization=jackson
client.undo.logTable=undo_log
client.undo.onlyCareUpdateColumns=true
client.rm.sqlParserType=druid
#自定义事务组my_tx_group
service.vgroupMapping.my_tx_group=default

1.5、mysql建表

1.5.1、seata数据库四张表

global_table：全局事务信息

branch_table ：事务参与者信息（分支事务）

lock_table：全局锁

distributed_lock：分布式锁

建表语句地址

-- -------------------------------- The script used when storeMode is 'db' --------------------------------
-- the table to store GlobalSession data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `global_table`
(
    `xid`                       VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`            BIGINT,
    `status`                    TINYINT      NOT NULL,
    `application_id`            VARCHAR(32),
    `transaction_service_group` VARCHAR(32),
    `transaction_name`          VARCHAR(128),
    `timeout`                   INT,
    `begin_time`                BIGINT,
    `application_data`          VARCHAR(2000),
    `gmt_create`                DATETIME,
    `gmt_modified`              DATETIME,
    PRIMARY KEY (`xid`),
    KEY `idx_status_gmt_modified` (`status` , `gmt_modified`),
    KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
 
-- the table to store BranchSession data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `branch_table`
(
    `branch_id`         BIGINT       NOT NULL,
    `xid`               VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`    BIGINT,
    `resource_group_id` VARCHAR(32),
    `resource_id`       VARCHAR(256),
    `branch_type`       VARCHAR(8),
    `status`            TINYINT,
    `client_id`         VARCHAR(64),
    `application_data`  VARCHAR(2000),
    `gmt_create`        DATETIME(6),
    `gmt_modified`      DATETIME(6),
    PRIMARY KEY (`branch_id`),
    KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
 
-- the table to store lock data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
(
    `row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,
    `xid`            VARCHAR(128),
    `transaction_id` BIGINT,
    `branch_id`      BIGINT       NOT NULL,
    `resource_id`    VARCHAR(256),
    `table_name`     VARCHAR(32),
    `pk`             VARCHAR(36),
    `status`         TINYINT      NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '0:locked ,1:rollbacking',
    `gmt_create`     DATETIME,
    `gmt_modified`   DATETIME,
    PRIMARY KEY (`row_key`),
    KEY `idx_status` (`status`),
    KEY `idx_branch_id` (`branch_id`),
    KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
 
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `distributed_lock`
(
    `lock_key`       CHAR(20) NOT NULL,
    `lock_value`     VARCHAR(20) NOT NULL,
    `expire`         BIGINT,
    primary key (`lock_key`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
 
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('AsyncCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryRollbacking', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('TxTimeoutCheck', ' ', 0);

1.5.2、各分支数据库undo_log表

CREATE TABLE `undo_log` (
  `branch_id` bigint NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
  `xid` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
  `context` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
  `rollback_info` longblob NOT NULL COMMENT 'rollback info',
  `log_status` int NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
  `log_created` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'create datetime',
  `log_modified` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT='AT transaction mode undo table';

1.6、seata启动，运行seate\seata\bin\seata-server.bat

1.7、客户端展示，登录seata client对事务信息进行查看,地址http://localhost:7091，账号密都码默认为：seata

在你的事务进行过程中，可以在client查到相关的事务信息，信息在事务结束后会被删除，是为了防止数据库无用数据过大，你也可以在配置里定义不删除。

2.Seata实践（AT模式）

2.1、项目maven包下载

我本地alibaba-cloud版本为 2.2.6.RELEASE，其对应的seata版本为1.3.0，但是想使用seata1.5.2的版本，故需要替换seata核心包

<dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>io.seata</groupId>
                    <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.seata</groupId>
            <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>1.5.2</version>
        </dependency>

2.2、本地yml（properties）配置

# seata配置
seata.enabled=true
# 启用自动数据源代理功能
seata.enable-auto-data-source-proxy=true
# Seata 应用编号，默认为 ${spring.application.name}
seata.application-id=${spring.application.name}
# Seata 事务组编号，用于 TC 集群名
seata.tx-service-group=my_tx_group
seata.config.type=nacos
seata.config.nacos.server-addr=192.168.0.74:8847
seata.config.nacos.namespace=rfid
seata.config.nacos.group=SEATA_GROUP
seata.config.nacos.username=nacos
seata.config.nacos.password=nacos
seata.config.nacos.data-id=seataServer.properties
seata.registry.type=nacos
seata.registry.nacos.application=seata-server
seata.registry.nacos.server-addr=192.168.0.74:8847
seata.registry.nacos.namespace=rfid
seata.registry.nacos.group=SEATA_GROUP
seata.registry.nacos.cluster=default
seata.registry.nacos.username=nacos	
seata.registry.nacos.password=nacos
seata.service.vgroup-mapping.my_tx_group=default

2.3、使用@GlobalTransactional处理分布式事务的方法，在项目中使用AT模式对现有代码进行无侵入式分布式事务改造

在代码发生异常即会触发回滚

@GlobalTransactional(timeoutMills = 10 * 60 * 1000, rollbackFor = Exception.class)
public Result test(){
    
}

2.4、@GlobalTransactional使用注意点

2.4.1、注意@GlobalTransaction和@Transaction的联动使用中事务不生效的问题，最好被调用方的接口不使用Transaction。

2.4.2、@GlobalTransactional在使用多线程时的xid失效问题，每个子线程都不受主线程的xid管控，需要将xid传入子线程，并给子线程重新绑定xid。

代码示例：

@GlobalTransactional(timeoutMills = 10 * 60 * 1000, rollbackFor = Exception.class)
public Result batchPut(List<Demo> list) throws InterruptedException {
        CopyOnWriteArrayList<String> modelIdMessageList = new CopyOnWriteArrayList();
        CopyOnWriteArrayList<String> exceptionList = new CopyOnWriteArrayList();
 
        // 获取全局事务ID
        String xid = RootContext.getXID();
 
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(list.size());
        list.forEach(re->
                threadPoolTaskExecutor.execute(() -> {
                   
                    this.putA(
                            countDownLatch,
                            xid
                    );
                  
                })
        );
 
        // 等待子线程全部完成
        countDownLatch.await();
 
        // 消息队列补偿、redis补偿
        if (exceptionList.size() > 0) {
            ...
            throw new RuntimeException("user-defined GlobalTransactional rollback");
        }
        return Result.success();
    }
 
 
 
public void putA(
            CountDownLatch countDownLatch,
            String xid
    ) {
        try {
            // 绑定全局事务ID
            RootContext.bind(xid);
            ...
        } catch (Exception e) {
          
        } finally {
            // 释放全局事务ID
            RootContext.unbind();
            // 线程信号量减一
            countDownLatch.countDown();
        }
    }

---

三、Linux搭建

linux服务器搭建seata和本地没有太大的区别，只是需要把seata运行到服务器上就行，不管是以jar包的方式运行，还是以docker容器的方式运行。

1、以jar包的方式在服务器运行

1）、linux服务器下载seata-server-1.5.2.zip或者本地下载上传到服务器，解压zip(命令：unzip seata-server-1.5.2.zip)；

2）、其他配置和本地配置一样，都改为服务器相关信息的配置即可；

3）、启动seata,运行seate\seata\bin\seata-server.sh；也可使用自定义脚本start_seata.sh启动，可直接使用也可参考优化；

cd /home/jenkins/apps/seata/bin
sh seata-server.sh -h 192.168.100.100 -p 8091

4）注意：服务器可能没定义JAVA_HOME，启动过程中可能会报错，使用命令定义

export JAVA_HOME=/path/to/java

2、以容器的方式在服务器运行

操作基本类似，只是需要下载seata对应版本镜像在容器中运行，配置相关文件；

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总结

对自己在学习和应用seata AT模式的过程进行了一个梳理，也给自己加强一下印象，后续有机会的话会应用TCC模式并进行文章输出。SAGA模式也曾使用过，有机会也会整理一个使用思路出来。