分布式事务与Seata

一、分布式事务

1.事务的概念

· 概念：事务是一个完整的、不可分割操作单元，整个事务要么全部执行成功，要么全部执行失败。
· 事务具备4个特性：ACID
A：原子性-->完整的、不可分割操作单元
C：一致性-->数据的一致性：事务开始前和事务结束后，数据总量不变
I：隔离性-->事务相互隔离，互不影响
D：持久性-->事务一旦提交，永久落盘

2.传统事务

传统事务由 数据库连接 来控制：只有是同一个Connection操作的数据库才能够控制住

JDBC：Connection对象
Mybatis：SqlSession
Spring：声明式事务

3.分布式事务

· 概念：在分布式系统中(即分布式环境下)的事务，称为分布式事务。
用人话来说：一个业务跨多个服务或数据源来实现，就是分布式事务。

· 存在的问题：

每个单独的服务都能在本地遵循ACID，但是它们互相之间没有感知，不知道有人失败了，无法保证最终结果的统一，也就无法遵循ACID的事务特性了。

这就是分布式事务问题，出现以下情况之一就可能产生分布式事务问题：
1） 业务跨多个服务实现
2） 业务跨多个数据源实现
如图所示：在一个下单业务中，需要交易服务、购物车服务、库存服务共同联合才能实现，三个服务又分别对应各自的数据库，各个服务的运行互不干涉影响。
如果某次下单的业务中，库存服务运行失败，库存的数据库不会更改，但交易的数据库和购物车的数据库已经更改，此时就导致数据出现不一致的问题。

· 解决：解决分布式事务的方案有很多，一般会使用开源的框架来解决分布式事务问题。
在众多的开源分布式事务框架中，功能最完善、使用最多的是阿里巴巴的Seata。

二、Seata解决分布式事务的方案

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。【TC相当于 监控器】
  (TC是一个独立的微服务，需要单独部署。)
• 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。【TM相当于 控制台】
• 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。【RM就是 各个微服务】
  Seata的工作架构(流程)如图所示：
  
  1)由TM确定"小兵数量":RM的范围，并向TC发起开启全局事务。
  2)各个"小兵"RM到TC中“报到”(注册)，并将事务的执行结果告知TC。
  3)TC监控各个"小兵"RM的任务执行效果，反馈给TM，最后由TM决定全局事务该提交还是回滚。

Seata支持四种不同的分布式事务解决方案：

• XA
  ·事务的强一致性，满足ACID原则
  ·常用数据库都支持，实现简单，并且没有代码侵入
  ·为一阶段需要锁定数据库资源，等待二阶段结束才释放，性能较差
  ·依赖关系型数据库实现事务
• TCC
• AT
• SAGA
  A是规范，目前主流数据库都实现了这种规范，实现的原理都是基于两阶段提交。
  一阶段：
  ·事务协调者通知每个事务参与者执行本地事务。
  ·本地事务执行完成后报告事务执行状态给事务协调者，此时事务不提交，继续持有数据库锁。
  二阶段：
  ·事务协调者基于一阶段的报告来判断下一步操作。
  ·如果一阶段都成功，则通知所有事务参与者，提交事务。
  ·如果一阶段任意一个参与者失败，则通知所有事务参与者回滚事务。

1.XA

1.1 XA模式的执行流程

1)由TM向TC发起开启全局事务；
2)TM调用分支RM；
3)RM到TM处报道注册；
4)RM执行sql(不提交)；
5)RM将执行sql的结果告知TC；
6)TC监测全部RM的任务执行效果，反馈给TM；
7)TM决定全局事务该提交还是回滚,将命令交给TC；
8)TC向RM转达TC的命令，让RM执行提交或回滚事务。

1.2 XA模式的特点

· 优点

• 事务的强一致性，满足ACID原则
• 常用数据库都支持，实现简单，并且没有代码侵入
  · 缺点
• 因为一阶段需要锁定数据库资源，等待二阶段结束才释放，性能较差
• 依赖关系型数据库实现事务

2.AT

2.1 AT模式的执行流程

1)由TM向TC发起开启全局事务；
2)TM调用分支RM；
3)RM到TM处报道注册；
4)RM执行并提交sql，并记录更新前后快照到undolog中
5)RM将执行sql的结果告知TC；
6)TM决定全局事务该提交还是回滚,将命令交给TC；
7)TC监测全部RM的任务执行效果，反馈给TM；
8)TC向RM转达TC的命令，让RM执行提交或回滚事务。
9）RM删除undolog中的数据或回滚恢复undolog中的数据

2.2 AT模式与XA的区别

1. XA模式一阶段不提交事务，锁定资源；AT模式一阶段直接提交，不锁定资源。
2. XA模式依赖数据库机制实现回滚；AT模式利用数据快照实现数据回滚。
3. XA模式强一致；AT模式最终一致
   简单来说，AT模式使用起来更加简单，无业务侵入，性能更好。因此企业90%的分布式事务都可以用AT模式来解决。