首先我们看看项目中的下单业务整体流程：
由于订单、购物车、商品分别在三个不同的微服务，而每个微服务都有自己独立的数据库，因此下单过程中就会跨多个数据库完成业务。而每个微服务都会执行自己的本地事务：
-
交易服务：下单事务
-
购物车服务：清理购物车事务
-
库存服务：扣减库存事务
整个业务中，各个本地事务是有关联的。因此每个微服务的本地事务，也可以称为分支事务。多个有关联的分支事务一起就组成了全局事务。我们必须保证整个全局事务同时成功或失败。
我们知道每一个分支事务就是传统的单体事务，都可以满足ACID特性，但全局事务跨越多个服务、多个数据库，是否还能满足呢？
我们来做一个测试，先进入购物车页面：
目前有4个购物车，然结算下单，进入订单结算页面：
然后将购物车中某个商品的库存修改为
0：
然后，提交订单，最终因库存不足导致下单失败：
然后我们去查看购物车列表，发现购物车数据依然被清空了，并未回滚：
事务并未遵循ACID的原则，归其原因就是参与事务的多个子业务在不同的微服务，跨越了不同的数据库。虽然每个单独的业务都能在本地遵循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：
-
业务跨多个服务实现
-
业务跨多个数据源实现
接下来这一章我们就一起来研究下如何解决分布式事务问题。
2.1.认识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。在众多的开源分布式事务框架中，功能最完善、使用最多的就是阿里巴巴在2019年开源的Seata了。
https://seata.io/zh-cn/docs/overview/what-is-seata.html
其实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：
其中，TM和RM可以理解为Seata的客户端部分，引入到参与事务的微服务依赖中即可。将来TM和RM就会协助微服务，实现本地分支事务与TC之间交互，实现事务的提交或回滚。
而TC服务则是事务协调中心，是一个独立的微服务，需要单独部署。
2.2.部署TC服务
2.2.1.准备数据库表
Seata支持多种存储模式，但考虑到持久化的需要，我们一般选择基于数据库存储。执行课前资料提供的
《seata-tc.sql》，导入数据库表：
配套资料：
2.2.2.准备配置文件
课前资料准备了一个seata目录，其中包含了seata运行时所需要的配置文件：
其中包含中文注释，大家可以自行阅读。
我们将整个seata文件夹拷贝到虚拟机的
/root目录：
2.2.3.Docker部署
需要注意，要确保nacos、mysql都在hm-net网络中。如果某个容器不再hm-net网络，可以参考下面的命令将某容器加入指定网络：
docker network connect [网络名] [容器名]在虚拟机的
/root目录执行下面的命令：docker run --name seata \
-p 8099:8099 \
-p 7099:7099 \
-e SEATA_IP=192.168.150.101 \
-v ./seata:/seata-server/resources \
--privileged=true \
--network heima-network \
-d \
seataio/seata-server:1.5.2如果镜像下载困难，也可以把课前资料提供的镜像上传到虚拟机并加载：
2.3.微服务集成Seata
参与分布式事务的每一个微服务都需要集成Seata，我们以
trade-service为例。2.3.1.引入依赖
为了方便各个微服务集成seata，我们需要把seata配置共享到nacos，因此
trade-service模块不仅仅要引入seata依赖，还要引入nacos依赖:<!--统一配置管理-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>
<!--读取bootstrap文件-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
</dependency>
<!--seata-->
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>2.3.2.改造配置
首先在nacos上添加一个共享的seata配置，命名为
shared-seata.yaml：
内容如下：
seata:
registry: # TC服务注册中心的配置，微服务根据这些信息去注册中心获取tc服务地址
type: nacos # 注册中心类型 nacos
nacos:
server-addr: 192.168.150.101:8848 # nacos地址
namespace: "" # namespace，默认为空
group: DEFAULT_GROUP # 分组，默认是DEFAULT_GROUP
application: seata-server # seata服务名称
username: nacos
password: nacos
tx-service-group: hmall # 事务组名称
service:
vgroup-mapping: # 事务组与tc集群的映射关系
hmall: "default"然后，改造
trade-service模块，添加bootstrap.yaml：
内容如下:
spring:
application:
name: trade-service # 服务名称
profiles:
active: dev
cloud:
nacos:
server-addr: 192.168.150.101 # nacos地址
config:
file-extension: yaml # 文件后缀名
shared-configs: # 共享配置
- dataId: shared-jdbc.yaml # 共享mybatis配置
- dataId: shared-log.yaml # 共享日志配置
- dataId: shared-swagger.yaml # 共享日志配置
- dataId: shared-seata.yaml # 共享seata配置可以看到这里加载了共享的seata配置。
然后改造application.yaml文件，内容如下：
server:
port: 8085
feign:
okhttp:
enabled: true # 开启OKHttp连接池支持
sentinel:
enabled: true # 开启Feign对Sentinel的整合
hm:
swagger:
title: 交易服务接口文档
package: com.hmall.trade.controller
db:
database: hm-trade参考上述办法分别改造
hm-cart和hm-item两个微服务模块。2.3.3.添加数据库表
seata的客户端在解决分布式事务的时候需要记录一些中间数据，保存在数据库中。因此我们要先准备一个这样的表。
将课前资料的seata-at.sql分别文件导入hm-trade、hm-cart、hm-item三个数据库中：
结果：
OK，至此为止，微服务整合的工作就完成了。可以参考上述方式对
hm-item和hm-cart模块完成整合改造。2.3.4.测试
接下来就是测试的分布式事务的时候了。
我们找到
trade-service模块下的com.hmall.trade.service.impl.OrderServiceImpl类中的createOrder方法，也就是下单业务方法。将其上的
@Transactional注解改为Seata提供的@GlobalTransactional：
@GlobalTransactional注解就是在标记事务的起点，将来TM就会基于这个方法判断全局事务范围，初始化全局事务。我们重启
trade-service、item-service、cart-service三个服务。再次测试，发现分布式事务的问题解决了！那么，Seata是如何解决分布式事务的呢？
2.4.XA模式
Seata支持四种不同的分布式事务解决方案：
-
XA
-
TCC
-
AT
-
SAGA
这里我们以
XA模式和AT模式来给大家讲解其实现原理。XA 规范 是 X/Open 组织定义的分布式事务处理（DTP，Distributed Transaction Processing）标准，XA 规范 描述了全局的TM与局部的RM之间的接口，几乎所有主流的数据库都对 XA 规范 提供了支持。2.4.1.两阶段提交
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。
正常情况：
异常情况：
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
2.4.2.Seata的XA模型
Seata对原始的XA模式做了简单的封装和改造，以适应自己的事务模型，基本架构如图：
RM一阶段的工作：-
注册分支事务到
TC -
执行分支业务sql但不提交
-
报告执行状态到
TC
TC二阶段的工作：-
TC检测各分支事务执行状态-
如果都成功，通知所有RM提交事务
-
如果有失败，通知所有RM回滚事务
-
RM二阶段的工作：-
接收
TC指令，提交或回滚事务
2.4.3.优缺点
XA模式的优点是什么？-
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
XA模式的缺点是什么？-
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
2.4.4.实现步骤
首先，我们要在配置文件中指定要采用的分布式事务模式。我们可以在Nacos中的共享shared-seata.yaml配置文件中设置：
seata:
data-source-proxy-mode: XA其次，我们要利用
@GlobalTransactional标记分布式事务的入口方法：
2.5.AT模式
AT模式同样是分阶段提交的事务模型，不过缺弥补了XA模型中资源锁定周期过长的缺陷。2.5.1.Seata的AT模型
基本流程图：
阶段一
RM的工作：-
注册分支事务
-
记录undo-log（数据快照）
-
执行业务sql并提交
-
报告事务状态
阶段二提交时
RM的工作：-
删除undo-log即可
阶段二回滚时
RM的工作：-
根据undo-log恢复数据到更新前
2.5.2.流程梳理
我们用一个真实的业务来梳理下AT模式的原理。
比如，现在有一个数据库表，记录用户余额：
id |
money |
|---|---|
|
1
|
100
|
其中一个分支业务要执行的SQL为：
update tb_account set money = money - 10 where id = 1AT模式下，当前分支事务执行流程如下：
一阶段：
-
TM发起并注册全局事务到TC -
TM调用分支事务 -
分支事务准备执行业务SQL
-
RM拦截业务SQL，根据where条件查询原始数据，形成快照。
{
"id": 1, "money": 100
}-
RM执行业务SQL，提交本地事务，释放数据库锁。此时 money = 90 -
RM报告本地事务状态给TC
二阶段：
-
TM通知TC事务结束 -
TC检查分支事务状态-
如果都成功，则立即删除快照
-
如果有分支事务失败，需要回滚。读取快照数据（{"id": 1, "money": 100}），将快照恢复到数据库。此时数据库再次恢复为100
-
流程图：
2.5.3.AT与XA的区别
简述
AT模式与XA模式最大的区别是什么？-
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。 -
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。 -
XA模式强一致；AT模式最终一致
可见，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。
- THE END -
最后修改：2024年5月19日
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