太强了！这款中间件完美解决了Spring Boot 中分布式事务问题

壞尐孒95qanplv 2020-08-25

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1. 概述

1.1 四种事务模式
1.2 三种角色
1.3 框架支持情况
1.4 案例情况

2. 部署单机 TC Server
3. 部署集群 TC Server
4. 接入 Java 应用

4.1 AT 模式
4.2 TCC 模式
4.3 Saga 模式
4.4 XA 模式

“
推荐阅读如下 Seata 文章：
《芋道 Spring Boot 分布式事务 Seata 入门》
《芋道 Dubbo 分布式事务 Seata 入门》
《芋道 Spring Cloud Alibaba 分布式事务 Seata 入门》

1. 概述

Seata 是阿里开源的一款开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。

1.1 四种事务模式

Seata 目标打造一站式的分布事务的解决方案，最终会提供四种事务模式：

AT 模式：参见《Seata AT 模式》文档
TCC 模式：参见《Seata TCC 模式》文档
Saga 模式：参见《SEATA Saga 模式》文档
XA 模式：正在开发中...

目前使用的流行度情况是：AT > TCC > Saga。因此，我们在学习 Seata 的时候，可以花更多精力在 AT 模式上，最好搞懂背后的实现原理，毕竟分布式事务涉及到数据的正确性，出问题需要快速排查定位并解决。

“
友情提示：具体的流行度，胖友可以选择看看 Wanted: who's using Seata 每个公司登记的使用方式。

1.2 三种角色

在 Seata 的架构中，一共有三个角色：

三个角色

TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者：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：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：管理分支事务处理的资源( Resource )，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。

其中，TC 为单独部署的 Server 服务端，TM 和 RM 为嵌入到应用中的 Client 客户端。

在 Seata 中，一个分布式事务的生命周期如下：

架构图

“
友情提示：看下艿艿添加的红色小勾。

TM 请求 TC 开启一个全局事务。TC 会生成一个 XID 作为该全局事务的编号。
“
XID，会在微服务的调用链路中传播，保证将多个微服务的子事务关联在一起。
RM 请求 TC 将本地事务注册为全局事务的分支事务，通过全局事务的 XID 进行关联。
TM 请求 TC 告诉 XID 对应的全局事务是进行提交还是回滚。
TC 驱动 RM 们将 XID 对应的自己的本地事务进行提交还是回滚。

1.3 框架支持情况

Seata 目前提供了对主流的微服务框架的支持：

Dubbo
“
通过 seata-dubbo 集成
SOFA-RPC
“
通过 seata-sofa-rpc 集成
Motan
“
通过 seata-motan 集成
gRPC
“
通过 seata-grpc 集成
Apache HttpClient
“
通过 seata-http 集成
Spring Cloud OpenFeign
“
通过 spring-cloud-starter-alibaba-seata 的 feign 模块
Spring RestTemplate
“
通过 spring-cloud-starter-alibaba-seata 的 rest 模块

同时方便我们集成到 Java 项目当中，Seata 也提供了相应的 Starter 库：

seata-spring-boot-starter
spring-cloud-starter-alibaba-seata

因为 Seata 是基于 DataSource 数据源进行代理来拓展，所以天然对主流的 ORM 框架提供了非常好的支持：

MyBatis、MyBatis-Plus
JPA、Hibernate

1.4 案例情况

从 Wanted: who's using Seata 的登记情况，Seata 已经在国内很多团队开始落地，其中不乏有滴滴、韵达等大型公司。可汇总如下图：

汇总图

另外，在 awesome-seata 仓库中，艿艿看到了滴滴等等公司的落地时的技术分享，还是非常真实可靠的。如下图所示：

从案例的情况来说，Seata 可能给是目前已知最可靠的分布式事务解决方案，至少对它进行技术投入是非常不错的选择。

2. 部署单机 TC Server

本小节，我们来学习部署单机 Seata TC Server，常用于学习或测试使用，不建议在生产环境中部署单机。

因为 TC 需要进行全局事务和分支事务的记录，所以需要对应的存储。目前，TC 有两种存储模式( store.mode )：

file 模式：适合单机模式，全局事务会话信息在内存中读写，并持久化本地文件 root.data，性能较高。
db 模式：适合集群模式，全局事务会话信息通过 db 共享，相对性能差点。

显然，我们将采用 file 模式，最终我们部署单机 TC Server 如下图所示：

哔哔完这么多，我们开始正式部署单机 TC Server，这里艿艿使用 macOS 系统，和 Linux、Windows 是差不多的，胖友脑补翻译。

2.1 下载 Seata 软件包

打开 Seata 下载页面，选择想要的 Seata 版本。这里，我们选择 v1.1.0 最新版本。

# 创建目录
$ mkdir -p /Users/yunai/Seata
$ cd /Users/yunai/Seata

# 下载
$ wget https://github.com/seata/seata/releases/download/v1.1.0/seata-server-1.1.0.tar.gz

# 解压
$ tar -zxvf seata-server-1.1.0.tar.gz

# 查看目录
$ cd seata
$ ls -ls
24 -rw-r--r--    1 yunai  staff  11365 May 13  2019 LICENSE
 0 drwxr-xr-x    4 yunai  staff    128 Apr  2 07:46 bin # 执行脚本
 0 drwxr-xr-x    9 yunai  staff    288 Feb 19 23:49 conf # 配置文件
 0 drwxr-xr-x  138 yunai  staff   4416 Apr  2 07:46 lib #  seata-*.jar + 依赖库

2.2 启动 TC Server

执行 nohup sh bin/seata-server.sh & 命令，启动 TC Server 在后台。在 nohup.out 文件中，我们看到如下日志，说明启动成功：

# 使用 File 存储器
2020-04-02 08:36:01.302 INFO [main]io.seata.common.loader.EnhancedServiceLoader.loadFile:247 -load TransactionStoreManager[FILE] extension by class[io.seata.server.store.file.FileTransactionStoreManager]
2020-04-02 08:36:01.302 INFO [main]io.seata.common.loader.EnhancedServiceLoader.loadFile:247 -load SessionManager[FILE] extension by class[io.seata.server.session.file.FileBasedSessionManager]
# 启动成功
2020-04-02 08:36:01.597 INFO [main]io.seata.core.rpc.netty.RpcServerBootstrap.start:155 -Server started ...

默认配置下，Seata TC Server 启动在 8091 端点。

因为我们使用 file 模式，所以可以看到用于持久化的本地文件 root.data。操作命令如下：

$ ls -ls sessionStore/
total 0
0 -rw-r--r--  1 yunai  staff  0 Apr  2 08:36 root.data

后续，胖友可以阅读「4. 接入 Java 应用」小节，开始使用 Seata 实现分布式事务。

3. 部署集群 TC Server

本小节，我们来学习部署集群 Seata TC Server，实现高可用，生产环境下必备。在集群时，多个 Seata TC Server 通过 db 数据库，实现全局事务会话信息的共享。

同时，每个 Seata TC Server 可以注册自己到注册中心上，方便应用从注册中心获得到他们。最终我们部署集群 TC Server 如下图所示：

Seata TC Server 对主流的注册中心都提供了集成，具体可见 discovery 目录。考虑到国内使用 Nacos 作为注册中心越来越流行，这里我们就采用它。

“
友情提示：如果对 Nacos 不了解的胖友，可以参考《Nacos 极简入门》文章。

哔哔完这么多，我们开始正式部署单机 TC Server，这里艿艿使用 macOS 系统，和 Linux、Windows 是差不多的，胖友脑补翻译。

3.1 下载 Seata 软件包

打开 Seata 下载页面，选择想要的 Seata 版本。这里，我们选择 v1.1.0 最新版本。

# 创建目录
$ mkdir -p /Users/yunai/Seata
$ cd /Users/yunai/Seata

# 下载
$ wget https://github.com/seata/seata/releases/download/v1.1.0/seata-server-1.1.0.tar.gz

# 解压
$ tar -zxvf seata-server-1.1.0.tar.gz

# 查看目录
$ cd seata
$ ls -ls
24 -rw-r--r--    1 yunai  staff  11365 May 13  2019 LICENSE
 0 drwxr-xr-x    4 yunai  staff    128 Apr  2 07:46 bin # 执行脚本
 0 drwxr-xr-x    9 yunai  staff    288 Feb 19 23:49 conf # 配置文件
 0 drwxr-xr-x  138 yunai  staff   4416 Apr  2 07:46 lib #  seata-*.jar + 依赖库

3.2 初始化数据库

① 使用 mysql.sql 脚本，初始化 Seata TC Server 的 db 数据库。脚本内容如下：

-- -------------------------------- The script used when storeMode is 'db' --------------------------------
-- the table to store GlobalSession data
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;

-- the table to store BranchSession data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `branch_table`
(
    `branch_id`         BIGINT       NOT NULL,
    `xid`               VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`    BIGINT,
    `resource_group_id` VARCHAR(32),
    `resource_id`       VARCHAR(256),
    `branch_type`       VARCHAR(8),
    `status`            TINYINT,
    `client_id`         VARCHAR(64),
    `application_data`  VARCHAR(2000),
    `gmt_create`        DATETIME(6),
    `gmt_modified`      DATETIME(6),
    PRIMARY KEY (`branch_id`),
    KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8;

-- the table to store lock data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
(
    `row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,
    `xid`            VARCHAR(96),
    `transaction_id` BIGINT,
    `branch_id`      BIGINT       NOT NULL,
    `resource_id`    VARCHAR(256),
    `table_name`     VARCHAR(32),
    `pk`             VARCHAR(36),
    `gmt_create`     DATETIME,
    `gmt_modified`   DATETIME,
    PRIMARY KEY (`row_key`),
    KEY `idx_branch_id` (`branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8;

在 MySQL 中，创建 seata 数据库，并在该库下执行该脚本。最终结果如下图：

② 修改 conf/file 配置文件，修改使用 db 数据库，实现 Seata TC Server 的全局事务会话信息的共享。如下图所示：

③ MySQL8 的支持

“
如果胖友使用的 MySQL 是 8.X 版本，则需要看该步骤。否则，可以直接跳过。

首先，需要下载 MySQL 8.X JDBC 驱动，命令行操作如下：

$ cd lib
$ wget https://repo1./maven2/mysql/mysql-connector-java/8.0.19/mysql-connector-java-8.0.19.jar

然后，修改 conf/file 配置文件，使用该 MySQL 8.X JDBC 驱动。如下图所示：

3.3 设置使用 Nacos 注册中心

修改 conf/registry.conf 配置文件，设置使用 Nacos 注册中心。如下图所示：

3.4 启动 TC Server

① 执行 nohup sh bin/seata-server.sh -p 18091 -n 1 & 命令，启动第一个 TC Server 在后台。

-p：Seata TC Server 监听的端口。
-n：Server node。在多个 TC Server 时，需区分各自节点，用于生成不同区间的 transactionId 事务编号，以免冲突。

在 nohup.out 文件中，我们看到如下日志，说明启动成功：

# 使用 DB 存储器
2020-04-05 16:54:12.793 INFO [main]io.seata.common.loader.EnhancedServiceLoader.loadFile:247 -load DataSourceGenerator[dbcp] extension by class[io.seata.server.store.db.DbcpDataSourceGenerator]
Loading class `com.mysql.jdbc.Driver'. This is deprecated. The new driver class is `com.mysql.cj.jdbc.Driver'. The driver is automatically registered via the SPI and manual loading of the driver class is generally unnecessary.
2020-04-05 16:54:13.442 INFO [main]io.seata.common.loader.EnhancedServiceLoader.loadFile:247 -load LogStore[DB] extension by class[io.seata.core.store.db.LogStoreDataBaseDAO]
2020-04-05 16:54:13.442 INFO [main]io.seata.common.loader.EnhancedServiceLoader.loadFile:247 -load TransactionStoreManager[DB] extension by class[io.seata.server.store.db.DatabaseTransactionStoreManager]
2020-04-05 16:54:13.442 INFO [main]io.seata.common.loader.EnhancedServiceLoader.loadFile:247 -load SessionManager[DB] extension by class[io.seata.server.session.db.DataBaseSessionManager]
# 启动成功
2020-04-05 16:54:13.779 INFO [main]io.seata.core.rpc.netty.RpcServerBootstrap.start:155 -Server started ...
# 使用 Nacos 注册中心
2020-04-05 16:54:13.788 INFO [main]io.seata.common.loader.EnhancedServiceLoader.loadFile:247 -load RegistryProvider[Nacos] extension by class[io.seata.discovery.registry.nacos.NacosRegistryProvider]

② 执行 nohup sh bin/seata-server.sh -p 28091 -n 2 & 命令，启动第二个 TC Server 在后台。

③ 打开 Nacos 注册中心的控制台，我们可以看到有两个 Seata TC Server 示例。如下图所示：