用Node轻松完成一个分布式事务TCC,保姆级教程

叶东富
English

什么是TCC,TCC是Try、Confirm、Cancel三个词语的缩写,最早是由 Pat Helland 于 2007 年发表的一篇名为《Life beyond Distributed Transactions:an Apostate’s Opinion》的论文提出。

TCC组成

TCC分为3个阶段

  • Try 阶段:尝试执行,完成所有业务检查(一致性), 预留必须业务资源(准隔离性)
  • Confirm 阶段:如果所有分支的Try都成功了,则走到Confirm阶段。Confirm真正执行业务,不作任何业务检查,只使用 Try 阶段预留的业务资源
  • Cancel 阶段:如果所有分支的Try有一个失败了,则走到Cancel阶段。Cancel释放 Try 阶段预留的业务资源。

TCC分布式事务里,有3个角色,与经典的XA分布式事务一样:

  • AP/应用程序,发起全局事务,定义全局事务包含哪些事务分支
  • RM/资源管理器,负责分支事务各项资源的管理
  • TM/事务管理器,负责协调全局事务的正确执行,包括Confirm,Cancel的执行,并处理网络异常

如果我们要进行一个类似于银行跨行转账的业务,转出(TransOut)和转入(TransIn)分别在不同的微服务里,一个成功完成的TCC事务典型的时序图如下:

image.png

TCC网络异常

TCC在整个全局事务的过程中,可能发生各类网络异常情况,典型的是空回滚、幂等、悬挂,由于TCC的异常情况,和SAGA、可靠消息等事务模式有相近的地方,因此我们把所有异常的解决方案统统放在这篇文章《分布式事务最经典的七种解决方案》的子事务屏障环节进行讲解

TCC实践

下面我们进行一个TCC事务的具体开发

目前可用于TCC的开源框架,主要为Java语言,其中以seata为代表。我们的例子采用nodejs,使用的分布式事务框架为dtm,它对分布式事务的支持非常优雅。下面来详细讲解TCC的组成

下面我们来编写具体的Try/Confirm/Cancel的处理函数

router.post('/api/TransOutTry', (ctx, next) => {
  console.log("TransOutTry")
  ctx.body = { result: "SUCCESS" }
}).post('/api/TransOutConfirm', (ctx, next) => {
  console.log("TransOutConfirm")
  ctx.body = { result: "SUCCESS" }
}).post('/api/TransOutCancel', (ctx, next) => {
  console.log("TransOutCancel")
  ctx.body = { result: "SUCCESS" }
}).post('/api/TransInTry', (ctx, next) => {
  console.log("TransInTry")
  ctx.body = { result: "SUCCESS" }
}).post('/api/TransInConfirm', (ctx, next) => {
  console.log("TransInConfirm")
  ctx.body = { result: "SUCCESS" }
}).post('/api/TransInCancel', (ctx, next) => {
  console.log("TransInCancel")
  ctx.body = { result: "SUCCESS" }
})

到此各个子事务的处理函数已经OK了,然后是开启TCC事务,进行分支调用

async function FireTcc() {
  let dtm = "http://localhost:8080/api/dtmsvr" // dtm服务地址
  let svc = "http://localhost:4005/api" // 本地服务前缀
  // 开启一个tcc事务,第二个参数里面,写全局事务的逻辑
  await dtmcli.tccGlobalTransaction(dtm, async (t) => {
    let req = { amount: 30 } // 子事务需要的负荷
    console.log("calling trans out")
    // 注册事务分支,并调用分支中的Try
    await t.callBranch(req, svc + "/TransOutTry", svc + "/TransOutConfirm", svc + "/TransOutCancel")
    console.log("calling trans in")
    // 注册事务分支,并调用分支中的Try
    await t.callBranch(req, svc + "/TransInTry", svc + "/TransInConfirm", svc + "/TransInCancel")
  })
}

至此,一个完整的TCC分布式事务编写完成。

如果您想要完整运行一个成功的示例,那么参考这个例子yedf/dtmcli-node-sample,将它运行起来非常简单

# 部署启动dtm
# 需要docker版本18以上
git clone https://github.com/yedf/dtm
cd dtm
docker-compose up

# 另起一个命令行
git clone https://github.com/yedf/dtmcli-node-sample
cd dtmcli-node-sample
npm install
node .

TCC的回滚

假如银行将金额准备转入用户2时,发现用户2的账户异常,返回失败,会怎么样?我们给出事务失败交互的时序图

image.png

这个跟成功的TCC差别就在于,当某个子事务返回失败后,后续就回滚全局事务,调用各个子事务的Cancel操作,保证全局事务全部回滚。

小结

在这篇文章里,我们介绍了TCC的理论知识,也通过一个例子,完整给出了编写一个TCC事务的过程,涵盖了正常成功完成,以及成功回滚的情况。相信读者通过这边文章,对TCC已经有了深入的理解。

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》

文中使用的例子节选自yedf/dtm,支持多种事务模式:TCC、SAGA、XA、事务消息 跨语言支持,已支持 golang、python、Java、PHP、nodejs等语言的客户端,参考各语言SDK。提供子事务屏障功能,优雅解决幂等、悬挂、空补偿等问题。

阅读完此篇干货,欢迎大家访问https://github.com/yedf/dtm项目,给颗星星支持!

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