分布式事务实战--一个完整的XA是什么样的?

叶东富
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事务

某些业务要求,一系列操作必须全部执行,而不能仅执行一部分。例如,一个转账操作:

-- 从id=1的账户给id=2的账户转账100元
-- 第一步:将id=1的A账户余额减去100
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
-- 第二步:将id=2的B账户余额加上100
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;

这两条SQL语句必须全部执行,或者,由于某些原因,如果第一条语句成功,第二条语句失败,就必须全部撤销。

这种把多条语句作为一个整体进行操作的功能,被称为数据库事务。数据库事务可以确保该事务范围内的所有操作都可以全部成功或者全部失败。如果事务失败,那么效果就和没有执行这些SQL一样,不会对数据库数据有任何改动。

更多事务介绍

微服务

如果一个事务涉及的所有操作能够放在一个服务内部,那么使用各门语言里事务相关的库,可以轻松的实现多个操作作为整体的事务操作。

但是有些服务,例如生成订单涉及做很多操作,包括库存、优惠券、赠送、账户余额等。当系统复杂程度增加时,想要把所有这些操作放到一个服务内实现,会导致耦合度太高,维护成本非常高。

针对复杂的系统,当前流行的微服务架构是非常好的解决方案,该架构能够把复杂系统进行拆分,拆分后形成了大量微服务,独立开发,独立维护。

更多微服务介绍

虽然服务拆分了,但是订单本身的逻辑需要多个操作作为一个整体,要么全部成功,要么全部失败,这就带来了新的挑战。如何把散落在各个微服务中的本地事务,组成一个大的事务,保证他们作为一个整体,这就是分布式事务需要解决的问题。

分布式事务

分布式事务简单的说,就是一次大的操作由不同的小操作组成,这些小的操作分布在不同的服务器上,且属于不同的应用,分布式事务需要保证这些小操作要么全部成功,要么全部失败。本质上来说,分布式事务就是为了保证不同数据库的数据一致性。

更多分布式事务介绍

分布式事务方案包括:

  • xa
  • tcc
  • saga
  • 可靠消息

下面我们看看最简单的xa

XA

XA是由X/Open组织提出的分布式事务的规范,XA规范主要定义了(全局)事务管理器(TM)和(局部)资源管理器(RM)之间的接口。本地的数据库如mysql在XA中扮演的是RM角色

XA一共分为两阶段:

第一阶段(prepare):即所有的参与者RM准备执行事务并锁住需要的资源。参与者ready时,向TM报告已准备就绪。
第二阶段 (commit/rollback):当事务管理者(TM)确认所有参与者(RM)都ready后,向所有参与者发送commit命令。

目前主流的数据库基本都支持XA事务,包括mysql、oracle、sqlserver、postgre

我们看看本地数据库是如何支持XA的:

第一阶段 准备


XA start '4fPqCNTYeSG'
UPDATE `user_account` SET `balance`=balance + 30,`update_time`='2021-06-09 11:50:42.438' WHERE user_id = '1'
XA end '4fPqCNTYeSG'
XA prepare '4fPqCNTYeSG'
-- 当所有的参与者完成了prepare,就进入第二阶段 提交
xa commit '4fPqCNTYeSG'

xa实践

介绍了这么多,我们来实践完成一个微服务上的xa事务,加深分布式事务的理解,这里采用dtm作为分布式事务的管理者,来运行其中一个xa的demo

安装go
安装mysql

获取dtm

git clone https://github.com/yedf/dtm.git
cd dtm

配置mysql

cp conf.sample.yml conf.yml
vi conf.yml

运行示例

go run app/main.go xa

从日志里,能够找到XA部分的输出,最后成功提交完成了事务

# 服务1输出
XA start '4fPqCNTYeSG'
UPDATE `user_account` SET `balance`=balance - 30,`update_time`='2021-06-09 11:50:42.438' WHERE user_id = '1'
XA end '4fPqCNTYeSG'
XA prepare '4fPqCNTYeSG'

# 服务2输出
XA start '4fPqCPijxyC'
UPDATE `user_account` SET `balance`=balance + 30,`update_time`='2021-06-09 11:50:42.493' WHERE user_id = '2'
XA end '4fPqCPijxyC'
XA prepare '4fPqCPijxyC'

# 服务1输出
xa commit '4fPqCNTYeSG'

#服务2输出
xa commit '4fPqCPijxyC'

整个交互的时序详情如下

image.png

代码如下:

// 微服务的处理函数:
app.POST(BusiAPI+"/TransInXa", common.WrapHandler(func(c *gin.Context) (interface{}, error) {
    return XaClient.XaLocalTransaction(c.Request.URL.Query(), func(db *sql.DB, xa *dtmcli.Xa) (interface{}, error) {
        _, err := dtmcli.DBExec(db, "update dtm_busi.user_account set balance=balance+? where user_id=?", reqFrom(c).Amount, 2)
        return dtmcli.MapSuccess, err
    })
}))
app.POST(BusiAPI+"/TransOutXa", common.WrapHandler(func(c *gin.Context) (interface{}, error) {
    return XaClient.XaLocalTransaction(c.Request.URL.Query(), func(db *sql.DB, xa *dtmcli.Xa) (interface{}, error) {
        _, err := dtmcli.DBExec(db, "update dtm_busi.user_account set balance=balance-? where user_id=?", reqFrom(c).Amount, 1)
        return dtmcli.MapSuccess, err
    })
}))

// 开启XA事务
err := XaClient.XaGlobalTransaction(gid, func(xa *dtmcli.Xa) (*resty.Response, error) {
    resp, err := xa.CallBranch(&TransReq{Amount: 30}, Busi+"/TransOutXa")
    if err != nil {
        return resp, err
    }
    return xa.CallBranch(&TransReq{Amount: 30}, Busi+"/TransInXa")
})

总结

至此,一个完整的xa分布式事务介绍完成。

关于分布式事务更多更全面的知识,请参考分布式事务最经典的七种解决方案

在这篇简短的文章里,我们大致介绍了 事务,分布式事务,微服务处理XA事务。有兴趣的同学可以通过dtm 继续研究分布式事务。

如果觉得文章对您有用,欢迎大家访问https://github.com/yedf/dtm项目,给颗星星支持!

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