前言
seata是阿里巴巴研发的一套开源分布式事务框架,提供了AT、TCC、SAGA 和 XA 几种事务模式。本文以精品课项目组的物流后台服务为例,介绍seata框架落地的过程,遇到的问题以及解决方案。
作者/ 邓新伟
编辑/ 网易有道
有道精品课教务系统是基于springcloud的分布式集群服务。在实际业务中,存在许多分布式事务场景。然而传统的事务框架是无法实现全局事务的。长期以来,我们的分布式场景的一致性,往往指的是放弃强一致性,保证最终一致性。
我们从调研中发现,seata框架既可以满足业务需求,灵活兼容多种事务模式,又可以实现数据强一致性。
本文以物流业务为例,记录了在实际业务中落地seata框架落地的过程中遇到的一些问题以及解决方案,供大家学习讨论~欢迎大家在留言区讨论交流
1. 基础信息
- seata版本:1.4
- 微服务框架:springcloud
- 注册中心:consul
2.基本框架
2.1 基本组件
seata框架分为3个组件:
- TC (Transaction Coordinator) -事务协调者 (即seata-server)
维护全局和分支事务的状态,驱动全局事务提交或回滚。
- TM (Transaction Manager) -事务管理器 (在client上,发起事务的服务)
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 (在client)
管理分支事务处理的资源,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
2.2. 部署seata-server(TC)
在官网下载 seata 服务端,解压后执行bin/seata-server.sh即可启动。
seata-server 有2个配置文件:registry.conf 与 file.conf。而 registry.conf 文件决定了 seata-server 使用的注册中心配置和配置信息获取方式。
我们使用 consul 做注册中心,因此需要在registry.conf文件中,需要修改以下配置:
registry {
#file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
type = "consul" ## 这里注册中心填consul
loadBalance = "RandomLoadBalance"
loadBalanceVirtualNodes = 10
... ...
consul {
cluster = "seata-server"
serverAddr = "***注册中心地址***"
#这里的dc指的是datacenter,若consul为多数据源配置需要在请求中加入dc参数。
#dc与namespace并非是seata框架自带的,文章后面将会进一步解释
dc="bj-th"
namespace="seata-courseop"
}
... ...
}
config {
# file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3
## 如果启动时从注册中心获取基础配置信息,填consul
## 否则从file.conf文件中获取
type = "consul"
consul {
serverAddr = "127.0.0.1:8500"
}
... ...
}
其中需要注意的是,如果需要高可用部署,seata获取配置信息的方式就必须是注册中心,此时file.conf就没用了。
(当然,需要事先把file.conf文件中的配置信息迁移到consul中)
store {
## store mode: file、db、redis
mode = "db"
... ...
## database store property
## 如果使用数据库模式,需要配置数据库连接设置
db {
## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp)/HikariDataSource(hikari) etc.
datasource = "druid"
## mysql/oracle/postgresql/h2/oceanbase etc.
dbType = "mysql"
driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver"
url = "jdbc:mysql://***线上数据库地址***/seata"
user = "******"
password = "******"
minConn = 5
maxConn = 100
## 这里的三张表需要提前在数据库建好
globalTable = "global_table"
branchTable = "branch_table"
lockTable = "lock_table"
queryLimit = 100
maxWait = 5000
}
... ...
}
service {
#vgroup->rgroup
vgroupMapping.tx-seata="seata-server"
default.grouplist="127.0.0.1:8091"
#degrade current not support
enableDegrade = false
#disable
disable = false
max.commit.retry.timeout = "-1"
max.rollback.retry.timeout = "-1"
}
其中,global_table, branch_table, lock_table三张表需要提前在数据库中建好。
2.3 配置client端(RM与TM)
每个使用seata框架的服务都需要引入seata组件
dependencies {
api 'com.alibaba:druid-spring-boot-starter:1.1.10'
api 'mysql:mysql-connector-java:6.0.6'
api('com.alibaba.cloud:spring-cloud-alibaba-seata:2.1.0.RELEASE') {
exclude group:'io.seata', module:'seata-all'
}
api 'com.ecwid.consul:consul-api:1.4.5'
api 'io.seata:seata-all:1.4.0'
}
每个服务都同样需要配置file.conf与registry.conf文件,放在resource目录下。registry.conf与server的保持一致。在file.conf文件中,除了db配置外,还需要进行client参数的配置:
client {
rm {
asyncCommitBufferLimit = 10000
lock {
retryInterval = 10
retryTimes = 30
retryPolicyBranchRollbackOnConflict = true
}
reportRetryCount = 5
tableMetaCheckEnable = false
reportSuccessEnable = false
}
tm {
commitRetryCount = 5
rollbackRetryCount = 5
}
undo {
dataValidation = true
logSerialization = "jackson"
## 这个undo_log也需要提前在mysql中创建
logTable = "undo_log"
}
log {
exceptionRate = 100
}
}
在application.yml文件中添加seata配置:
spring:
cloud:
seata: ## 注意tx-seata需要与服务端和客户端的配置文件保持一致
tx-service-group: tx-seata
另外,还需要替换项目的数据源,
@Primary
@Bean("dataSource")
public DataSource druidDataSource(){
DruidDataSource druidDataSource = new DruidDataSource();
druidDataSource.setUrl(url);
druidDataSource.setUsername(username);
druidDataSource.setPassword(password);
druidDataSource.setDriverClassName(driverClassName);
return new DataSourceProxy(druidDataSource);
}
至此,client端的配置也已经完成了。
3. 功能演示
一个分布式的全局事务,整体是两阶段提交的模型。
全局事务是由若干分支事务组成的,
分支事务要满足两阶段提交的模型要求,即需要每个分支事务都具备自己的:
- 一阶段 prepare 行为
- 二阶段commit 或 rollback 行为
根据两阶段行为模式的不同,我们将分支事务划分为 Automatic (Branch) Transaction Mode 和 TCC (Branch) Transaction Mode.
3.1 AT模式
AT 模式基于支持本地ACID事务的关系型数据库:
- 一阶段 prepare 行为:在本地事务中,一并提交业务数据更新和相应回滚日志记录。
- 二阶段 commit 行为:马上成功结束,自动异步批量清理回滚日志。
- 二阶段 rollback 行为:通过回滚日志,自动生成补偿操作,完成数据回滚
直接在需要添加全局事务的方法中加上注解@GlobalTransactional
@SneakyThrows
@GlobalTransactional
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void buy(int id, int itemId){
// 先生成订单
Order order = orderFeignDao.create(id, itemId);
// 根据订单扣减账户余额
accountFeignDao.draw(id, order.amount);
}
注意:同@Transactional一样,@GlobalTransactional若要生效也要满足:
- 目标函数必须为public类型
- 同一类内方法调用时,调用目标函数的方法必须通过springBeanName.method的形式来调用,不能使用this直接调用内部方法
3.2TCC模式
TCC 模式是支持把自定义的分支事务纳入到全局事务的管理中。
- 一阶段 prepare 行为:调用自定义的 prepare 逻辑。
- 二阶段 commit 行为:调用自定义的 commit 逻辑。
- 二阶段 rollback 行为:调用自定义的 rollback 逻辑。
首先编写一个TCC服务接口:
@LocalTCC
public interface BusinessAction {
@TwoPhaseBusinessAction(name = "doBusiness", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback")
boolean doBusiness(BusinessActionContext businessActionContext,
@BusinessActionContextParameter(paramName = "message") String msg);
boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext);
boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext);
}
其中,BusinessActionContext为全局事务上下文,可以从此对象中获取全局事务相关信息(如果是发起全局事务方,传入null后自动生成),然后实现该接口:
@Slf4j
@Service
public class BusinessActionImpl implements BusinessAction {
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean doBusiness(BusinessActionContext businessActionContext, String msg) {
log.info("准备do business:{}",msg);
return true;
}
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext) {
log.info("business已经commit");
return true;
}
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
@Override
public boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext) {
log.info("business已经rollback");
return true;
}
}
最后,开启全局事务方法同AT模式。
@SneakyThrows
@GlobalTransactional
public void doBusiness(BusinessActionContext context, String msg){
accountFeignDao.draw(3, new BigDecimal(100));
businessAction.doBusiness(context, msg);
}
4. 遇到的问题
4.1 client TM/RM 无法注册到TC
在部署seata项目时常常会遇到这样的问题:在本地调试时一切正常,但是当试图部署到线上时,总是在clinet端提示注册TC端失败。
- 这是因为client需要先通过服务发现,找到注册中心里seata-server的服务信息,然后再与seata-server建立连接。不过线上的consul采用了多数据中心模式,在调用consul api时,必须加上dc参数项,否则将无法返回正确的服务信息;然而,seata提供的consul服务发现组件似乎并不支持dc参数的配置。
- 还有一个原因也会导致client无法连接到TC:seata的consul客户端在调用服务状态监控api时,使用了wait与index参数,从而使consul查询进入了阻塞查询模式。此时client对consul中要查询的key做监听,只有当key发生变化或者达到最大请求时间时,才会返回结果。貌似由于consul版本的问题,这个阻塞查询并没有监听到key的变化,反而会让服务发现的线程陷入无限等待之中,自然也就无法让client获取到server的注册信息了。
4.2 高可用部署
seata服务的高可用部署只支持注册中心模式。因此,我们需要想办法将file.conf文件以键值对的形式存到consul中。
遗憾的是,consul并没有显式支持namespace,我们只能在put请求中用“/”为分隔符起到类似的效果。当然,seata框架也没有考虑到这一点。所以我们需要修改源码中的Configuration接口与RegistryProvider接口的consul实现类,增加namespace属性
4.3global_log与branch_log
TC在想mysql插入日志数据时,偶尔会报:
Caused by: java.sql.SQLException: Incorrect string value:
application_data字段其实就是对业务数据的记录。官方给出的建表语句是这样的:
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_gmt_modified_status` (`gmt_modified`, `status`),
KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8;
显然,VARCHAR(2000)的大小是不合适的, utf8的格式也是不合适的。所以我们需要修改seata关于数据源连接的部分代码:
// connectionInitSql设置
protected Set<String> getConnectionInitSqls(){
Set<String> set = new HashSet<>();
String connectionInitSqls = CONFIG.getConfig(ConfigurationKeys.STORE_DB_CONNECTION_INIT_SQLS);
if(StringUtils.isNotEmpty(connectionInitSqls)) {
String[] strs = connectionInitSqls.split(",");
for(String s:strs){
set.add(s);
}
}
// 默认支持utf8mb4
set.add("set names utf8mb4");
return set;
}
5. 自定义开发
5.1 利用SPI机制编写自定义组件
seata基于java的spi机制提供了自定义实现接口的功能,我们只需要在自己的服务中,根据seata的接口写好自己的实现类即可。
SPI(Service Provider Interface)是JDK内置的服务发现机制,用在不同模块间通过接口调用服务,避免对具体服务服务接口具体实现类的耦合。比如JDBC的数据库驱动模块,不同数据库连接驱动接口相同但实现类不同,在使用SPI机制以前调用驱动代码需要直接在类里采用Class.forName(具体实现类全名)的方式调用,这样调用方依赖了具体的驱动实现,在替换驱动实现时要修改代码。
以ConsulRegistryProvider为例:
ConsulRegistryServiceImpl
// 增加DC和namespace private static String NAMESPACE; private static String DC; private ConsulConfiguration() { Config registryCongig = ConfigFactory.parseResources("registry.conf"); NAMESPACE = registryCongig.getString("config.consul.namespace"); DC = CommonSeataConfiguration.getDatacenter(); consulNotifierExecutor = new ThreadPoolExecutor(THREAD_POOL_NUM, THREAD_POOL_NUM, Integer.MAX_VALUE, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(), new NamedThreadFactory("consul-config-executor", THREAD_POOL_NUM)); } ... ... // 同时在getHealthyServices中,删除请求参数wait&index /** * get healthy services * * @param service * @return */ private Response<List<HealthService>> getHealthyServices(String service, long index, long watchTimeout) { return getConsulClient().getHealthServices(service, HealthServicesRequest.newBuilder() .setTag(SERVICE_TAG) .setDatacenter(DC) .setPassing(true) .build()); }
ConsulRegistryProvider 注意order要大于seata包中的默认值1,seata类加载器会优先加载order更大的实现类
@LoadLevel(name = "Consul" ,order = 2) public class ConsulRegistryProvider implements RegistryProvider { @Override public RegistryService provide() { return ConsulRegistryServiceImpl.getInstance(); } }
然后在META-INF 的services目录下添加:io.seata.discovery.registry.RegistryProvider
com.youdao.ke.courseop.common.seata.ConsulRegistryProvider
这样就可以替换seata包中的实现了。
5.2 common-seata工具包
对于这些自定义实现类,以及一些公共client配置,我们可以统一封装到一个工具包下:
这样,其他项目只需要引入这个工具包,就可以无需繁琐的配置,直接使用了。
gradle引入common包:
api 'com.youdao.ke.courseop.common:common-seata:0.0.+'
6. 落地实例
以一个物流场景为例:
业务架构:
- logistics-server (物流服务)
- logistics-k3c-server (物流-金蝶客户端,封装调用金蝶服务的api
- elasticsearch
业务背景:logistics 执行领用单新增,在 elasticsearch 中更新数据,同时通过 rpc 调用 logistics-k3c 的金蝶出库方法,生成金蝶单据,如图2所示
问题:如果elasticsearch单据更新出现异常,金蝶单据将无法回滚,造成数据不一致的问题。
在部署完seata线上服务后,只需要在logistics与logistics-k3c中分别引入common-seata工具包
logistics服务:
// 使用全局事务注解开启全局事务
@GlobalTransactional
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void Scm通过(StaffOutStockDoc staffOutStock, String body) throws Exception {
... 一些业务处理...
// 构建金蝶单据请求
K3cApi.StaffoutstockReq req = new K3cApi.StaffoutstockReq();
req.materialNums = materialNums;
req.staffOutStockId = staffOutStock.id;
... 一些业务处理 ...
// 调用logistics-k3c-api金蝶出库
k3cApi.staffoutstockAuditPass(req);
staffOutStock.status = 待发货;
staffOutStock.scmAuditTime = new Date();
staffOutStock.updateTime = new Date();
staffOutStock.historyPush("scm通过");
// 更新对象后存入elasticsearch
es.set(staffOutStock);
}
logistics-k3c:
由于我们新增单据接口是调用金蝶的服务,所以这里使用TCC模式构建事务接口
首先创建StaffoutstockCreateAction接口
@LocalTCC public interface StaffoutstockCreateAction { @TwoPhaseBusinessAction(name = "staffoutstockCreate") boolean create(BusinessActionContext businessActionContext, @BusinessActionContextParameter(paramName = "staffOutStock") StaffOutStock staffOutStock, @BusinessActionContextParameter(paramName = "materialNum") List<Triple<Integer, Integer, Integer>> materialNum); boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext); boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext); }
接口实现StaffoutstockCreateActionImpl
@Slf4j @Service public class StaffoutstockCreateActionImpl implements StaffoutstockCreateAction { @Autowired private K3cAction4Staffoutstock k3cAction4Staffoutstock; @SneakyThrows @Transactional(rollbackFor = Exception.class) @Override public boolean create(BusinessActionContext businessActionContext, StaffOutStock staffOutStock, List<Triple<Integer, Integer, Integer>> materialNum) { //金蝶单据新增 k3cAction4Staffoutstock.staffoutstockAuditPass(staffOutStock, materialNum); return true; } @SneakyThrows @Transactional(rollbackFor = Exception.class) @Override public boolean commit(BusinessActionContext businessActionContext) { Map<String, Object> context = businessActionContext.getActionContext(); JSONObject staffOutStockJson = (JSONObject) context.get("staffOutStock"); // 如果尝试新增成功,commit不做任何事 StaffOutStock staffOutStock = staffOutStockJson.toJavaObject(StaffOutStock.class); log.info("staffoutstock {} commit successfully!", staffOutStock.id); return true; } @SneakyThrows @Transactional(rollbackFor = Exception.class) @Override public boolean rollback(BusinessActionContext businessActionContext) { Map<String, Object> context = businessActionContext.getActionContext(); JSONObject staffOutStockJson = (JSONObject) context.get("staffOutStock"); StaffOutStock staffOutStock = staffOutStockJson.toJavaObject(StaffOutStock.class); // 这里调用金蝶单据删除接口进行回滚 k3cAction4Staffoutstock.staffoutstockRollback(staffOutStock); log.info("staffoutstock {} rollback successfully!", staffOutStock.id); return true; } }
封装为业务方法
/** * 项目组领用&报废的审核通过:新增其他出库单 * 该方法使用seata-TCC方案实现全局事务 * @param staffOutStock * @param materialNum */ @Transactional public void staffoutstockAuditPassWithTranscation(StaffOutStock staffOutStock, List<Triple<Integer, Integer, Integer>> materialNum){ staffoutstockCreateAction.create(null, staffOutStock, materialNum); }
k3c API实现类
@SneakyThrows @Override public void staffoutstockAuditPass(StaffoutstockReq req) { ... 一些业务处理方法 ... //这里调用了封装好的事务方法 k3cAction4Staffoutstock.staffoutstockAuditPassWithTranscation(staffOutStock, triples); }
这样,一个基于 TCC 的全局事务链路就建立起来了。
当全局事务执行成功时,我们可以在 server 中看到打印的日志(如图3):
如果全局事务执行失败,会进行回滚,此时会执行接口中的rollback,调用金蝶接口删除生成的单据,如图4。
7. 总结
本文以seata框架的部署与使用为主线,记录了seata 框架运用的一些关键步骤与技术细节,并针对项目落地时遇到的一些的技术问题提供了解决方案。
在后续的推文中,我们还将继续以 seata 框架的源码解析为主线,向大家介绍 seata 实现分布式事务的核心原理与技术细节。
-END-
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