分布式事务seata

Posted 2024-09-29 Updated 2024-09- 30

By orbit

44~56 min read

Seata

解决分布式事务的方案有很多，但实现起来都比较复杂，因此我们一般会使用开源的框架来解决分布式事务问题。

分布式事务产生的一个重要原因，就是参与事务的多个分支事务互相无感知，不知道彼此的执行状态。因此解决分布式事务的思想非常简单：

就是找一个统一的****事务协调者，与多个分支事务通信，检测每个分支事务的执行状态，保证全局事务下的每一个分支事务同时成功或失败即可。大多数的分布式事务框架都是基于这个理论来实现的。

seata角色

Seata也不例外，在Seata的事务管理中有三个重要的角色：

** TC (**Transaction Coordinator) -** ****事务协调者：**维护全局和分支事务的状态，协调全局事务提交或回滚。
** **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，并驱动分支事务提交或回滚。

Seata的工作架构如图所示：

TC安装

nacos注册中心，db存储

mysql建表脚本，其他数据库建表脚本链接incubator-seata/script/server/db at develop · apache/incubator-seata (github.com)

-- -------------------------------- 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）application.yml配置文件

application.yml配置可参考application.example.yml

nacos注册中心。

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: nacos_ip:nacos_port
      namespace: seata-server
      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: nacos_ip:nacos_port
      group: SEATA_GROUP
      namespace: seata-server
      # tc集群名称
      cluster: default
      username: nacos
      password: nacos
#  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

准备nacos配置中心配置

更多存储模式支持可参考更多存储模式

你需要在nacos新建配置，此处dataId为seataServer.properties

store.mode=db
#-----db-----
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
# 需要根据mysql的版本调整driverClassName
# mysql8及以上版本对应的driver：com.mysql.cj.jdbc.Driver
# mysql8以下版本的driver：com.mysql.jdbc.Driver
store.db.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata-server?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useSSL=false
store.db.user= 用户名
store.db.password=密码
# 数据库初始连接数
store.db.minConn=1
# 数据库最大连接数
store.db.maxConn=20
# 获取连接时最大等待时间 默认5000，单位毫秒
store.db.maxWait=5000
# 全局事务表名 默认global_table
store.db.globalTable=global_table
# 分支事务表名 默认branch_table
store.db.branchTable=branch_table
# 全局锁表名 默认lock_table
store.db.lockTable=lock_table
# 查询全局事务一次的最大条数 默认100
store.db.queryLimit=100


# undo保留天数 默认7天,log_status=1（附录3）和未正常清理的undo
server.undo.logSaveDays=7
# undo清理线程间隔时间 默认86400000，单位毫秒
server.undo.logDeletePeriod=86400000
# 二阶段提交重试超时时长 单位ms,s,m,h,d,对应毫秒,秒,分,小时,天,默认毫秒。默认值-1表示无限重试
# 公式: timeout>=now-globalTransactionBeginTime,true表示超时则不再重试
# 注: 达到超时时间后将不会做任何重试,有数据不一致风险,除非业务自行可校准数据,否者慎用
server.maxCommitRetryTimeout=-1
# 二阶段回滚重试超时时长
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
# 二阶段提交未完成状态全局事务重试提交线程间隔时间 默认1000，单位毫秒
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
# 二阶段异步提交状态重试提交线程间隔时间 默认1000，单位毫秒
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
# 二阶段回滚状态重试回滚线程间隔时间  默认1000，单位毫秒
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
# 超时状态检测重试线程间隔时间 默认1000，单位毫秒，检测出超时将全局事务置入回滚会话管理器
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000

（3）准备docker-compose.yaml文件

version: "3.1"
services:
  seata-server:
    image: seataio/seata-server:1.5.2
    ports:
      - "7091:7091"
      - "8091:8091"
    environment:
      - STORE_MODE=db
      # 以SEATA_IP作为host注册seata server
      - SEATA_IP=seata_ip
      - SEATA_PORT=8091
    volumes:
      - "/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/localtime"        #设置系统时区
      - "/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/timezone"  #设置时区
      # 假设我们通过docker cp命令把资源文件拷贝到相对路径`./seata-server/resources`中
      # 如有问题，请阅读上面的[注意事项]以及[使用自定义配置文件]
      - "./seata-server/resources:/seata-server/resources"

高可用部署

seata高可用依赖于注册中心、数据库，可不依赖配置中心。

请保证多个Seata Server使用同一个注册中心和同一个存储中心，这样才能形成高可用部署

**db模式需要在数据库创建对应的表结构，**[建表脚本]。

（1）application.yml配置文件

application.yml配置可参考application.example.yml

更多存储模式支持可参考更多存储模式

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: nacos_ip:nacos_port
      namespace: seata-server
      group: SEATA_GROUP
      usernam: nacos
      password: nacos
      data-id: seataServer.properties

  registry:
    # support: nacos, eureka, redis, zk, consul, etcd3, sofa
    type: nacos
    nacos:
      application: seata-server
      server-addr: nacos_ip:nacos_port
      group: SEATA_GROUP
      namespace: seata-server
      # tc集群名称
      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

（2）准备nacos配置中心配置

更多存储模式支持可参考更多存储模式

你需要在nacos新建配置，此处dataId为seataServer.properties

store.mode=db
#-----db-----
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
# 需要根据mysql的版本调整driverClassName
# mysql8及以上版本对应的driver：com.mysql.cj.jdbc.Driver
# mysql8以下版本的driver：com.mysql.jdbc.Driver
store.db.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata-server?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&connectTimeout=1000&socketTimeout=3000&autoReconnect=true&useSSL=false
store.db.user= 用户名
store.db.password=密码
# 数据库初始连接数
store.db.minConn=1
# 数据库最大连接数
store.db.maxConn=20
# 获取连接时最大等待时间 默认5000，单位毫秒
store.db.maxWait=5000
# 全局事务表名 默认global_table
store.db.globalTable=global_table
# 分支事务表名 默认branch_table
store.db.branchTable=branch_table
# 全局锁表名 默认lock_table
store.db.lockTable=lock_table
# 查询全局事务一次的最大条数 默认100
store.db.queryLimit=100


# undo保留天数 默认7天,log_status=1（附录3）和未正常清理的undo
server.undo.logSaveDays=7
# undo清理线程间隔时间 默认86400000，单位毫秒
server.undo.logDeletePeriod=86400000
# 二阶段提交重试超时时长 单位ms,s,m,h,d,对应毫秒,秒,分,小时,天,默认毫秒。默认值-1表示无限重试
# 公式: timeout>=now-globalTransactionBeginTime,true表示超时则不再重试
# 注: 达到超时时间后将不会做任何重试,有数据不一致风险,除非业务自行可校准数据,否者慎用
server.maxCommitRetryTimeout=-1
# 二阶段回滚重试超时时长
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
# 二阶段提交未完成状态全局事务重试提交线程间隔时间 默认1000，单位毫秒
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
# 二阶段异步提交状态重试提交线程间隔时间 默认1000，单位毫秒
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
# 二阶段回滚状态重试回滚线程间隔时间  默认1000，单位毫秒
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
# 超时状态检测重试线程间隔时间 默认1000，单位毫秒，检测出超时将全局事务置入回滚会话管理器
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000

（3）准备docker-compose.yaml文件

**只要保持配置一致，seata服务可在一台机器上部署多实例，也可同时部署在多台不同的主机下面实现服务高可用。 **高可用部署

version: "3.1"
services:
  seata-server-1:
    image: seataio/seata-server:${latest-release-version}
    ports:
      - "7091:7091"
      - "8091:8091"
    environment:
      - STORE_MODE=db
      # 以SEATA_IP作为host注册seata server
      - SEATA_IP=seata_ip
      - SEATA_PORT=8091
    volumes:
      - "/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/localtime"        #设置系统时区
      - "/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/timezone"  #设置时区
      # 假设我们通过docker cp命令把资源文件拷贝到相对路径`./seata-server/resources`中
      # 如有问题，请阅读上面的[注意事项]以及[使用自定义配置文件]
      - "./seata-server/resources:/seata-server/resources"

  seata-server-2:
    image: seataio/seata-server:${latest-release-version}
    ports:
      - "7092:7091"
      - "8092:8092"
    environment:
      - STORE_MODE=db
      # 以SEATA_IP作为host注册seata server
      - SEATA_IP=seata_ip
      - SEATA_PORT=8092
    volumes:
      - "/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/localtime"        #设置系统时区
      - "/usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/timezone"  #设置时区
      # 假设我们通过docker cp命令把资源文件拷贝到相对路径`./seata-server/resources`中
      # 如有问题，请阅读上面的[注意事项]以及[使用自定义配置文件]
      - "./seata-server/resources:/seata-server/resources"

  # seata服务3......seata服务N

环境变量

seata-server 支持以下环境变量：

SEATA_IP

可选, 指定seata-server启动的IP, 该IP用于向注册中心注册时使用, 如eureka等

SEATA_PORT

**可选, 指定seata-server启动的端口, 默认为 **8091

STORE_MODE

可选, 指定seata-server的事务日志存储方式, 支持 db, file, redis(Seata-Server 1.3及以上版本支持), 默认是 file

SERVER_NODE

**可选, 用于指定seata-server节点ID, 如 **1,2,3..., 默认为 根据ip生成

SEATA_ENV

**可选, 指定 seata-server 运行环境, 如 **dev, test 等, 服务启动时会使用 registry-dev.conf 这样的配置

SEATA_CONFIG_NAME

**可选, 指定配置文件位置, 如 **file:/root/registry, 将会加载 /root/registry.conf 作为配置文件，如果需要同时指定 file.conf文件，需要将 registry.conf的 config.file.name的值改为类似 file:/root/file.conf：

事务模式

XA模式原理

XA规范描述了全局TM事物管理器以及局部的RM资源管理器，以及它们与TC交互的这些接口。

当我们有多个微服务，它们都是事务的一个参与者，组成了一个全局事务，

假如我们的请求进入了这个全局事务对应的那个方法，相当于是不是开始执行了全局事务管理器TM就会向tc注册一个全局事务，我们的TM就可以去执行内部业务逻辑，那它内部的业务逻辑最终是要去调用我们的这些个微服务，那其中每一个微服务都可以认为是群体事务中的一个分支事务，一旦开启以后要去调用分支事务，但是在执行的时候，资源管理器就会去拦截对于数据库的操作，先去给TC注册一下,我是一个分支，然后我属于哪一个全局.报告完了以后再放行，执行你的业务SQL。但是这个业务SQL执行完。在XA规范里面，它要求你是不能进行提交的，也就说业务SQL语句确实执行，但没有提交。
当所有分支都被调用完，最终方法执行结束的时候，TM全局事务管理者就知道事物结束。它就会去向tc发一个信号，告诉它说全局事务结束了。
TC就会去检查一下注册上来的这些个分支事物的状态。大家都成功了。那于是这个时候我们的这些分支才能提交事物释放锁。那么这个时候它所操作的那个资源才能够被其他的事物进行访问。如果tc检查到这些分支里有任意一个失败，那它就会下达一个指令说回滚。那所有的分支就会一起回滚。

优缺点

它的优点就是解决了分布式事务的问题，确保了最终全局一致性，满足acid原则，实现简单

那它的缺点因为一阶段需要锁定数据库，二阶段才能释放性能差。

AT模式原理

当全局事务的那个入口方法开始执行的时候TM就能感知到并且会向TC注册一个全局事务。那接着全局事务方法开始执行，调用所有的这个分支其实就是每一个微服务。那这些微服务内部是不是就要去执行内部的业务逻辑，操作各自的这个数据库数据，在操作数据之前会被RM拦截下来，RM要先去注册分支事务，告诉TC我是哪个全局事务下的哪个分支。那注册完分支事务执行分支的这个业务SQL语句，但是AT模式执行完以后，它要求是必须立刻提交。AT模式为了保证数据一致性，要求我们在执行业务SQL之前。先去生成一个快照，就是把修改数据库之前的那个数据保存一份，然后就可以去报告事物的状态给TC
二阶段那我们的TM就会去报告TC全局事务结束，TC检查分支事务的状态如果全部成功，直接把这个undolog快照删了，如果有人失败，就基于这个快照数据去恢复，

AT模式一阶段直接提交，不锁定资源。

AT模式利用数据快照实现数据回滚。

AT模式最终一致

AT模式使用起来更加简单，无业务侵入，性能更好。

微服务

seata 分布式事务

License: CC BY 4.0