简介

1、什么是 Seata

Seata 是什么？ | Apache Seata

seata 是事务，是保持一致性的，在高并发情况下不安全，需要加分布式锁。

2、Seata 的分布式事务机制

如何才能做到不对业务进行侵入的情况下实现分布式事务呢？

Seata客户端是通过对数据源进行代理实现的，使用的是 DataSourceProxy类，所以在程序这边，我们只需要将对应的代理类注册为 Bean即可。

2.1、架构图

• RM（Resource Manager）：资源管理者，管理分支事务处理的资源，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。用于直接执行本地事务的提交和回滚。

• TM（Transaction Manager）：事务管理者，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 是分布式事务的核心管理者。比如现在我们需要在借阅服务中开启全局事务，来让其自身、图书服务、用户服务都参与进来，也就是说一般全局事务发起者就是 TM。

• 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，这个就是我们的 Seata服务器，用于全局控制，比如在 XA模式下就是一个协调者的角色，而一个分布式事务的启动就是由 TM 向 TC 发起请求，TC 再来与其他的 RM 进行协调操作。 TM 请求 TC，从而开启一个全局事务，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，告知 TC 对应 XID 的全局事务是进行提交还是回滚；然后 TC 驱动 RM 将对应 XID 的自己的本地事务进行提交还是回滚；

2.2、Seata 支持 4种事务模式

官方文档：Seata 是什么？ | Apache Seata

2.2.1、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。即 2PC模式的升级版。

一阶段，Seata 会拦截“业务SQL”，首先解析 SQL语义，找到“业务SQL”要更新的业务数据，在业务数据被更新前，将其保存成“before image”，然后执行“业务SQL”更新业务数据，在业务数据更新之后，再将其保存成“after image”，最后生成行锁。以上操作全部在一个数据库事务内完成，这样保证了一阶段操作的原子性。

二阶段如果确认提交的话，因为“业务SQL”在一阶段已经提交至数据库， 所以 Seata框架只需将一阶段保存的快照数据和行锁删掉，完成数据清理即可。当然如果发送错误，需要回滚，那么就用“before image”还原业务数据；但在还原前要首先要校验脏写，对比“数据库当前业务数据”和“after image”，如果两份数据完全一致就说明没有脏写，可以还原业务数据，如果不一致就说明有脏写，出现脏写就需要转人工处理。

• 阶段一RM的工作：

1. 注册分支事务

2. 记录 undo_log（数据快照，分为前镜像 before image 和后镜像 after image）

3. 执行业务sql 并提交

4. 报告事务状态

• 阶段二提交时RM的工作：

1. 删除 undo_log 即可

• 阶段二回滚时RM的工作：

1. 根据 undo_log 恢复数据到更新前

2.2.2、TCC模式

• Try：资源的检测和预留；

• Confirm：完成资源操作业务；要求 Try 成功 Confirm 一定要能成功。

• Cancel：预留资源释放，可以理解为try的反向操作。

2.2.3、XA模式

要求数据库支持 XA模式才可以。

• RM一阶段工作：

1. 注册分支事务到 TC

2. 执行业务SQL 但不提交

3. 向 TC 报告事务状态

• TC二阶段工作：

1. 检查各分支事务执行状态，如果都成功，则通知所有 RM 提交事务；如果有失败，则通知所有 RM 回滚事务

• RM三阶段工作：

1. 接收 TC 的命令，提交或回滚事务

2.2.4、Saga模式

Sega模式用于处理长事务，每个执行者需要实现事务的正向操作和补偿操作。也分成两阶段。

• 一阶段：直接提交本地事务

• 二阶段：成功则什么都不做；失败则通过编写补偿业务来回滚

优点：

• 事务参与者可以基于事件驱动实现异步调用，吞吐高

• 一阶段直接提交事务，无锁，性能好

• 不用编写 TCC 中的三个阶段，实现简单 缺点：

• 软状态持续时间不确定，时效性差

• 没有锁，没有事务隔离，会有脏写

2.2.5、四种模式对比

	XA	AT	TCC	SAGA
一致性	强一致	弱一致	弱一致	最终一致
隔离性	完全隔离	基于全局锁隔离	基于资源预留隔离	无隔离
代码侵入	无	无	有，需编写三个接口	有，需编写状态机和补偿业务
性能	差	好	非常好	非常好
场景	对一致性、隔离性有高要求的业务	基于关系型数据库的大多数分布式事务场景	对性能要求较高的事务，<br>有非关系型数据库要参与的事务。	业务流程长或多，<br>参与者包含其他公司或遗留系统服务，无法提供 TCC模式的三个接口

2.3、事务分组机制

事务分组就是 seata 的资源逻辑，可以按微服务的需要，在应用程序（客户端）对自行定义事务分组，每组取一个名字。

集群：seata-server服务端一个或多个节点组成的集群cluster。 应用程序（客户端）使用时需要指定 事务逻辑分组 与 Seata服务端集群（默认为default）的映射关系。

2.3.1、设置事务分组再映射到集群的原因

为啥要设计成通过事务分组再直接映射到集群？干嘛不直接指定集群呢？为什么是获取事务分组到映射集群的配置呢？

这样设计后，事务分组可以作为资源的逻辑隔离单位，出现某集群故障时可以快速 failover，只切换对应分组，可以把故障缩减到服务级别，但前提也是你有足够 server集群。

3、下载 Seata

Seata服务端下载：Releases · apache/incubator-seata · GitHub

源码：https://github.com/seata/seata/archive/refs/heads/develop.zip

3.1、部署

普通启动类修改环境变量是在 环境 -> 环境变量 写入 server.port=9999

Seata服务端支持本地部署或是基于注册发现中心部署（比如 Nacos、Eureka 等）。

本地部署的话不需要对 Seata 的配置文件做任何修改。

3.1.1、文件模式部署

下载完之后，可以直接双击 seata\seata-server-1.4.2\bin\seata-server.bat 运行。也可以放进 idea 中配置端口运行。

1. 把文件夹放入 idea 中

2. 下拉选择 Edit Configuration（编辑配置...），

3. 点击 + 号，选择 Shell Script

4. 名字改为 Seata Server；脚本路径选择 seata\seata-server-1.4.2\bin\seata-server.bat 的路径；脚本选项 -p 8868，默认端口是 8091；解释器路径 /bin/bash

3.1.2、nacos模式部署

1. Seata 需要在 nacos 的一个命名空间下，当然也可以为 Seata 专门创一个命名空间 seata

2. 修改 seata\seata-server-1.4.2\conf\registry.conf，

# 注册
registry {
  type = "nacos"
  
  nacos {
    application = "seata-server"
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    group = "SEATA_GROUP"
    namespace = "要填写的是命名空间ID"
    cluster = "default"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
}
​
# 配置
config {
  type = "nacos"
​
  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    namespace = "要填写的是命名空间ID"
    group = "SEATA_GROUP"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
    dataId = "seataServer.properties"
  }
}

1. 然后我们需要把配置导入到 nacos 中，方便做管理和更新。源码的 script/config-center/nacos 下有上传文件，但是没有 Windows 下的 .bat文件，Linux 下使用 .sh文件。tenant 就是 nacos 的命名空间ID。WIndows 下的配置上传 nacos 可以参考 seata 整合 nacos(windows)_seata整合nacos-CSDN博客

2. 因为修改了 Seata的部署方式，所以需要修改微服务的配置文件。从上面的旧方式变成下面的新方式。

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848
​
seata:
  # 注册
  registry:
    # 使用 Nacos，默认的是 file
    type: nacos
    nacos:
      # 使用 Seata 的命名空间，这样才能正确找到 Seata服务，
      # SEATA_GROUP，是服务端的配置文件中的默认值，就不用配了
      # group: 
      namespace: 89fc2145-4676-48b8-9edd-29e867879bcb
      username: nacos
      password: nacos
  # 配置
  config:
    type: nacos
    nacos:
      namespace: 89fc2145-4676-48b8-9edd-29e867879bcb
      username: nacos
      password: nacos

1. 因为 Seata客户端都添加了配置 service: vgroup-mapping，这是事务组和集群的映射，现在我们需要在 nacos 上添加对应的事务组映射配置，DataId 的格式为service.vgroupMapping.事务组名称。每一个微服务都需要添加一个单独的 nacos配置。

3.2、修改事务会话信息的存储方式

默认使用的是 file方式，会自动创建 file_store、sessionStore文件夹。

如果使用的是 nacos模式部署，就修改配置文件中的 store.mode、store.session.mode，配置内容都改成 db。

3.3、修改数据库信息的配置并创建数据库

3.3.1、修改配置

要修改 数据库驱动、数据库URL、数据库用户名密码，

如果使用的是 nacos模式部署，就修改配置文件中的：

store.db.driverClassName配置文件
配置内容：com.mysql.cj.jdbc.Driver
​
store.db.url配置文件
配置内容：改成 Seata对应的数据库
​
store.db.user、store.db.password 这两个配置文件

3.3.2、创建库表

3.3.2.1、创建语句

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_status_gmt_modified` (`status` , `gmt_modified`),
    KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
​
-- 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 = utf8mb4;
​
-- the table to store lock data
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
(
    `row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,
    `xid`            VARCHAR(128),
    `transaction_id` BIGINT,
    `branch_id`      BIGINT       NOT NULL,
    `resource_id`    VARCHAR(256),
    `table_name`     VARCHAR(32),
    `pk`             VARCHAR(36),
    `status`         TINYINT      NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '0:locked ,1:rollbacking',
    `gmt_create`     DATETIME,
    `gmt_modified`   DATETIME,
    PRIMARY KEY (`row_key`),
    KEY `idx_status` (`status`),
    KEY `idx_branch_id` (`branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
​
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `distributed_lock`
(
    `lock_key`       CHAR(20) NOT NULL,
    `lock_value`     VARCHAR(20) NOT NULL,
    `expire`         BIGINT,
    primary key (`lock_key`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
​
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('HandleAllSession', ' ', 0);

3.3.2.2、修改字段长度

如果 Seata服务端出现报错，可能是我们自定义事务组的名称太长了，将 globle_table表的字段transaction_server_group 长度适当增加一下即可。

4、简单使用

4.1、实例1

这样的 Seata，在高并发下不安全。可以考虑加锁或使用消息中间件。

4.1.1、将各个服务作为 Seata 的客户端

在每个服务中都添加以下设置。

4.1.1.1、引入依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>

4.1.1.2、添加配置

引入依赖、添加配置之后，启动就可以让服务连接到 Seata服务器了，但是还没有开启分布式事务。

seata:
  # 自定义分组名称
  # tx-server-group: 
  service:
    vgroup-mapping:
      # 对事务组做映射，默认的分组名为 应用名称-seata-service-group，将其映射到 default集群
      # 配置错误会找不到服务，所以要注意所在微服务项目的服务名称（应用名称）
      book-service-seata-service-group: default
    grouplist:
      default: localhost:8868

4.1.1.3、启动类添加注解

可以通过配置文件让 Seata 进行自动代理，但是好像写上了配置但不生效。

这样启动后，微服务的 Seata客户端就会产生 RM、TM 去注册到 Seata服务端的 TC 上。

@EnableAutoDataSourceProxy
@SpringBootApplication
public class BookApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(BookApplication.class, args);
    }
}

4.1.1.4、对业务方法添加注解，开启分布式事务

在 impl类的需要开启分布式事务的方法上，添加 @GlobalTransactional注解，那么就会保证这个方法的正确执行。RootContext.getXID() 可以得到一致的 XID。

@GlobalTransactional
@Override
public boolean doBorrow(int uid, int bid) {
    // 这里打印一下 XID 看看，如果打印的是同一个XID，表示使用的就是同一个事务
    System.out.println(RootContext.getXID());
    // 业务处理，远程调用
    // 若抛出异常，就会进行回滚
    return true;
}

4.1.1.5、创建 undo_log数据表

因为默认使用 XA模式，Seata 会分析修改数据的 sql语句，同时生成对应的反向回滚SQL，这个回滚记录会存放在 undo_log表中。所以要求每一个 Seata客户端都有一个对应的 undo_log表，即每个服务连接的数据库都需要创建这样一个表。

CREATE TABLE `undo_log`
(
  `id`            BIGINT(20)   NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `branch_id`     BIGINT(20)   NOT NULL,
  `xid`           VARCHAR(100) NOT NULL,
  `context`       VARCHAR(128) NOT NULL,
  `rollback_info` LONGBLOB     NOT NULL,
  `log_status`    INT(11)      NOT NULL,
  `log_created`   DATETIME     NOT NULL,
  `log_modified`  DATETIME     NOT NULL,
  `ext`           VARCHAR(100) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`, `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  AUTO_INCREMENT = 1
  DEFAULT CHARSET = utf8;