一、关于
Seata 是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。Seata 将为用户提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。
本文代码仓库地址：https://github.com/lazyrabb1t/rabb-springcloud-demo
二、事务
2.1 事务并发可能出现的情况
2.1.1 脏读（Dirty Read）
一个事务读到了另一个未提交事务修改过的数据
2.1.2 不可重复读（Non-Repeatable Read）
一个事务只能读到另一个已经提交的事务修改过的数据，并且其他事务每对该数据进行一次修改并提交后，该事务都能查询得到最新值。（不可重复读在读未提交和读已提交隔离级别都可能会出现）
2.1.3 幻读（Phantom）
一个事务先根据某些条件查询出一些记录，之后另一个事务又向表中插入了符合这些条件的记录，原先的事务再次按照该条件查询时，能把另一个事务插入的记录也读出来。（幻读在读未提交、读已提交、可重复读隔离级别都可能会出现）
2.2 事务的隔离级别
MySQL的事务隔离级别一共有四个，分别是读未提交、读已提交、可重复读以及可串行化。
MySQL的隔离级别的作用就是让事务之间互相隔离，互不影响，这样可以保证事务的一致性。
隔离级别比较：可串行化>可重复读>读已提交>读未提交
隔离级别对性能的影响比较：可串行化>可重复读>读已提交>读未提交
由此看出，隔离级别越高，所需要消耗的MySQL性能越大（如事务并发严重性），为了平衡二者，一般建议设置的隔离级别为可重复读，MySQL默认的隔离级别也是可重复读。
2.2.1 读未提交（READ UNCOMMITTED）
在读未提交隔离级别下，事务A可以读取到事务B修改过但未提交的数据。
可能发生脏读、不可重复读和幻读问题，一般很少使用此隔离级别。
2.2.2 读已提交（READ COMMITTED）
在读已提交隔离级别下，事务B只能在事务A修改过并且已提交后才能读取到事务B修改的数据。
读已提交隔离级别解决了脏读的问题，但可能发生不可重复读和幻读问题，一般很少使用此隔离级别。
2.2.3 可重复读（REPEATABLE READ）
在可重复读隔离级别下，事务B只能在事务A修改过数据并提交后，自己也提交事务后，才能读取到事务B修改的数据。
可重复读隔离级别解决了脏读和不可重复读的问题，但可能发生幻读问题。
2.2.4 可串行化（SERIALIZABLE）
各种问题（脏读、不可重复读、幻读）都不会发生，通过加锁实现（读锁和写锁）。
两个事务同时读的场景下不会加锁，其他都会加锁。
2.3 MYSQL隔离级别的实现原理
2.3.1 Mysql锁
按锁粒度分类：
- 行级锁是mysql中锁定粒度最细的一种锁。表示只针对当前操作的行进行加锁。行级锁能大大减少数据库操作的冲突，其加锁粒度最小，但加锁的开销也最大。行级锁分为共享锁和排他锁
- 表级锁是mysql中锁定粒度最大的一种锁，表示对当前操作的整张表加锁，它实现简单，资源消耗较少，被大部分mysql引擎支持。
- 页级锁是 MySQL 中锁定粒度介于行级锁和表级锁中间的一种锁。表级锁速度快，但冲突多，行级冲突少，但速度慢。因此，采取了折衷的页级锁，一次锁定相邻的一组记录。
锁级别分类：
- 读锁又称共享锁（shared lock），因此也叫S锁。共享锁指多个事务对于同一记录可以共享一把锁。多个事务都能访问到记录，但是只能读不能修改。
- 写锁也叫排它锁（exclusive lock），简称X锁。排他锁意味着不能与其他锁并存，若一个事务获取了某一记录的排他锁，其他事务就不能再获取该记录的其他锁（包括共享锁和排他锁）。获取排他锁的事务可以读取和修改记录。
2.3.2 读未提交
不加锁，因此不支持事务隔离
2.3.2 串行化
读的时候加共享锁，也就是其他事务可以并发读，但是不能写。写的时候加排它锁，其他事务不能并发写也不能并发读。
2.3.2 可重复读
MySQL 的 InnoDB 引擎才支持事务，其中可重复读是默认的隔离级别。
为了解决不可重复读，MySQL 采用了 MVVC (多版本并发控制) 的方式。每条记录在更新的时候都会同时记录一条回滚操作（回滚操作日志undo log）。同一条记录在系统中可以存在多个版本，通过回滚（rollback操作），可以回到前一个状态的值
我们在数据库表中看到的一行记录可能实际上有多个版本，每个版本的记录除了有数据本身外，还要有一个表示版本的字段，记为 row trx_id，而这个字段就是使其产生的事务的 id，事务 ID 记为 transaction id，它在事务开始的时候向事务系统申请，按时间先后顺序递增。
可重复读是在事务开始的时候生成一个当前事务全局性的快照，而读提交则是每次执行语句的时候都重新生成一次快照。
对于一个快照来说，它能够读到那些版本数据，要遵循以下规则：
- 当前事务内的更新，可以读到；
- 版本未提交，不能读到；
- 版本已提交，但是却在快照创建后提交的，不能读到；
- 版本已提交，且是在快照创建前提交的，可以读到；
三、Seata事务模式
3.1 AT 模式
两阶段提交协议的演变：
- 一阶段：业务数据和回滚日志记录在同一个本地事务中提交，释放本地锁和连接资源。
- 二阶段：提交异步化，非常快速地完成。回滚通过一阶段的回滚日志进行反向补偿。
3.2 TCC 模式
TCC 模式，不依赖于底层数据资源的事务支持：
- 一阶段 prepare 行为：调用 自定义 的 prepare 逻辑。
- 二阶段 commit 行为：调用 自定义 的 commit 逻辑。
- 二阶段 rollback 行为：调用 自定义 的 rollback 逻辑。
相较于AT模式，AT 模式基于支持本地 ACID事务的关系型数据库，会自动生成回滚日志，不需要自定义业务逻辑实现回滚。
3.3 Saga 模式
Saga模式是SEATA提供的长事务解决方案，在Saga模式中，业务流程中每个参与者都提交本地事务，当出现某一个参与者失败则补偿前面已经成功的参与者，一阶段正向服务和二阶段补偿服务都由业务开发实现。
3.4 XA 模式
在 Seata 定义的分布式事务框架内，利用事务资源（数据库、消息服务等）对 XA 协议的支持，以 XA 协议的机制来管理分支事务的一种 事务模式。
四、使用
模拟一个下订单的过程，rabb-seata-order-servic为订单模块，rabb-seata-storage-service为商品库存模块，调用订单模块的接口下订单时，需要调用库存模块减少商品库存。
4.1 安装seata
4.1.1 下载seata
下载地址：https://github.com/seata/seata/releases
这里我使用的是1.4.2版本。
4.1.2 创建数据库
Server端存储模式（store.mode）现有file、db、redis三种，这里我使用的是db模式，因此需要先创建数据库，数据库名称为seata，然后导入建表脚本，脚本地址：https://github.com/seata/seata/blob/1.4.2/script/server/db/mysql.sql
4.1.3 修改配置
seata/conf/file.conf文件配置：
- store块中mode改为db
- db块中数据库连接配置根据实际环境进行配置
store {
## store mode: file、db、redis
mode = "db"
## rsa decryption public key
publicKey = ""
## file store property
file {
## store location dir
dir = "sessionStore"
# branch session size , if exceeded first try compress lockkey, still exceeded throws exceptions
maxBranchSessionSize = 16384
# globe session size , if exceeded throws exceptions
maxGlobalSessionSize = 512
# file buffer size , if exceeded allocate new buffer
fileWriteBufferCacheSize = 16384
# when recover batch read size
sessionReloadReadSize = 100
# async, sync
flushDiskMode = async
}
## database store property
db {
## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp)/HikariDataSource(hikari) etc.
datasource = "druid"
## mysql/oracle/postgresql/h2/oceanbase etc.
dbType = "mysql"
driverClassName = "com.mysql.cj.jdbc.Driver"
## if using mysql to store the data, recommend add rewriteBatchedStatements=true in jdbc connection param
url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?rewriteBatchedStatements=true&serverTimezone=Asia/Shanghai"
user = "root"
password = "123456"
minConn = 5
maxConn = 100
globalTable = "global_table"
branchTable = "branch_table"
lockTable = "lock_table"
queryLimit = 100
maxWait = 5000
}
...
}
seata/conf/registry.conf文件配置，这里我将注册中心以及配置中心都配到了nacos上：
registry {
# file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
type = "nacos"
nacos {
application = "seata-server"
serverAddr = "127.0.0.1:8848"
group = "SEATA_GROUP"
namespace = ""
cluster = "default"
username = "nacos"
password = "nacos"
}
...
}
config {
# file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3
type = "nacos"
nacos {
serverAddr = "127.0.0.1:8848"
namespace = ""
group = "SEATA_GROUP"
username = "nacos"
password = "nacos"
dataId = "seataServer.properties"
}
...
}
4.1.5 nacos配置
启动nacos，创建一个dataId为seataServer.properties，group为SEATA_GROUP的配置，其值内容可以复制config.txt中内容（https://github.com/seata/seata/blob/1.4.2/script/config-center/config.txt），然后修改配置中```store.mode=DB```，以及```store.db```相关配置，最后保存即可。
dataId以及group可以通过修改registry.conf中配置中心相关内容进行自定义。
4.1.6 启动
seata-server.sh -h 127.0.0.1 -p 8091 -m db -n 1 -e test
windows直接双击seata-server.bat即可。
4.2 创建库存模块
4.2.1 添加依赖
<dependencies>
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>io.seata</groupId>
<artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.seata</groupId>
<artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!--mybatisPlus-->
<dependency>
<groupId>com.baomidou</groupId>
<artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<!--mybatis-plus代码生成器-->
<dependency>
<groupId>com.baomidou</groupId>
<artifactId>mybatis-plus-generator</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.freemarker</groupId>
<artifactId>freemarker</artifactId>
</dependency>
<!-- 引入druid连接池 -->
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>druid</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>xyz.lazyrabbit</groupId>
<artifactId>rabb-common</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
4.2.2 配置
bootstrap.yml，配置nacos连接信息：
spring:
cloud:
# 设置Nacos服务端配置
nacos:
server-addr: localhost:8848
username: nacos
password: nacos
application.yml，配置seata以及数据源：
server:
port: 20502
spring:
application:
name: rabb-seata-storage-service
datasource:
driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
url: jdbc:mysql://127.0.0.1/seata_storage?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&autoReconnect=true&allowMultiQueries=true
username: root
password: 123456
mybatis-plus:
# xml文件位置
mapper-locations:
- classpath:mapper/*.xml
# 实体类位置
type-aliases-package: xyz.lazyrabbit.seata.storage.entity
# 打印sql日志
configuration:
log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl
seata:
enabled: true
application-id: ${spring.application.name}
# 客户端和服务端在同一个事务组，其值与nacos配置中心中service.vgroupMapping对应
tx-service-group: default_tx_group
# 自动数据源代理
enable-auto-data-source-proxy: true
# 数据源代理模式(分布式事务方案)
data-source-proxy-mode: AT
# 事务群组,配置项值为TC集群名,需要与服务端保持一致，，其值与nacos配置中心中service.vgroupMapping对应
service:
vgroup-mapping:
default_tx_group: default
#整合nacos配置中心
config:
type: nacos
nacos:
server-addr: 127.0.0.1:8848
group: SEATA_GROUP
# namespace: 24712b7c-05ad-4b79-af97-1d202431f521
data-id: seataServer.properties
#整合nacos注册中心
registry:
type: nacos
nacos:
server-addr: 127.0.0.1:8848
group: SEATA_GROUP
# namespace: 24712b7c-05ad-4b79-af97-1d202431f521
# 默认TC集群名
cluster: default
# 服务名,与服务端中registry.conf配置要一致
application: seata-server
4.2.3 添加业务方法
以下是service以及controller方法：
@RestController
@RequestMapping("/storage/sku")
@Slf4j
public class SkuController {
@Autowired
SkuService skuService;
@GetMapping("{id}")
public Response manage(@PathVariable Integer id, @RequestParam Integer count) {
log.info("操作库存，商品：{}，数量：{}", id, count);
skuService.manage(id, count);
return ResponseUtils.success("商品：" + id + "，减少库存数量：" + count);
}
}
@Service
public class SkuServiceImpl extends ServiceImpl<SkuMapper, Sku> implements SkuService {
@Override
public void manage(Integer skuId, Integer count) {
Sku sku = this.getById(skuId);
sku.setCount(sku.getCount() - count);
this.saveOrUpdate(sku);
}
}
4.3 创建订单模块
4.3.1 添加依赖
参照4.2.1
4.3.2 配置
参照4.2.2，其中数据库部分需要进行相应调整
4.3.3 定义feign
@FeignClient(value = "${rabb.service.storage-service}", fallbackFactory = StorageFallbackFactoryService.class)
public interface StorageService {
@GetMapping("/storage/sku/{id}")
Response manage(@PathVariable(value = "id") Integer id, @RequestParam(value = "count") Integer count);
}
4.3.4 业务方法
@Service
@Slf4j
public class OrderServiceImpl extends ServiceImpl<OrderMapper, Order> implements OrderService {
@Autowired
StorageService storageService;
@Override
@GlobalTransactional
public void place(String orderName, Integer skuId, Integer count) {
// 减少库存
Response response = storageService.manage(skuId, count);
log.info("调用减少库存接口，返回结果：{}", response);
// 创建订单
Order order = new Order();
order.setSkuId(skuId);
order.setOrderName(orderName);
// order.setCreateTime(LocalDateTime.now());
this.saveOrUpdate(order);
// 随机抛出异常
if (new Random().nextBoolean()) {
log.info("下单接口抛出异常");
throw new RuntimeException("hhh");
}
}
@Override
@Transactional
public void placeWithLocalTransaction(String orderName, Integer skuId, Integer count) {
Order order = new Order();
order.setSkuId(skuId);
order.setOrderName(orderName);
// order.setCreateTime(LocalDateTime.now());
this.saveOrUpdate(order);
int i = 10 / 0;
}
}
@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {
@Autowired
OrderService orderService;
@GetMapping
public Response place(Integer skuId, Integer count) {
orderService.place(randomName(), skuId, count);
return ResponseUtils.success("下单成功");
}
private String randomName() {
return "订单_" + UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "").toUpperCase();
}
}
4.5 创建数据库
4.5.1 创建订单库
创建seata_order库，执行以下脚本，其中undo_log表脚本可在github下载，地址：https://github.com/seata/seata/blob/1.4.2/script/client/at/db/mysql.sql
SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;
DROP TABLE IF EXISTS `t_sku`;
CREATE TABLE `t_sku` (
`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '商品ID',
`sku_name` varchar(255) NOT NULL COMMENT '商品名称',
`count` int NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '库存',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;
INSERT INTO `t_sku` VALUES ('1', '奥迪', '1000');
DROP TABLE IF EXISTS `undo_log`;
CREATE TABLE `undo_log` (
`branch_id` bigint NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
`xid` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
`context` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
`rollback_info` longblob NOT NULL COMMENT 'rollback info',
`log_status` int NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
`log_created` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'create datetime',
`log_modified` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='AT transaction mode undo table';
4.5.2 创建库存库
创建seata_storage库，执行以下脚本：
SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;
DROP TABLE IF EXISTS `t_order`;
CREATE TABLE `t_order` (
`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '订单ID',
`order_name` varchar(63) NOT NULL COMMENT '订单名称',
`sku_id` int NOT NULL COMMENT '商品ID',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;
DROP TABLE IF EXISTS `undo_log`;
CREATE TABLE `undo_log` (
`branch_id` bigint NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
`xid` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
`context` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
`rollback_info` longblob NOT NULL COMMENT 'rollback info',
`log_status` int NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
`log_created` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'create datetime',
`log_modified` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='AT transaction mode undo table';
4.6 测试
启动nacos、seata、订单模块以及库存模块。
调用订单模块的下单接口，当订单模块出现异常时，可以看到订单没有新增且库存没有减少则代表分布式事务启用成功。
4.7 问题
存在datetime类型的字段时，seata1.4.2版本无法进行回滚，会报Cannot construct instance of `java.time.LocalDateTime` 错误。
在官方仓库的Issues中也已经存在提交的相关问题：