微服务之Spring cloud alibaba入门——Seata篇

微服务之Spring cloud alibaba入门——Seata篇

一. 官网简介

seata的官网链接

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。
拿经典的下订单问题举例，用户下订单需要减商品库存、并且需要减少用户账户余额。若减少库存之后，调用减少用户账户余额方法时产生了错误，那么会使余额扣减失败，但此时库存已经减少，信息明显不正确。在传统的单体应用中，只对应一个数据库，下单时的减库存、减账户余额可以在一个事务内完成，因此可以解决上述问题。但是在分布式的环境下，这几个服务不止对应一个数据库，可能是一个服务对应于一个数据库。那么在这种情况下，原本的数据库事务就不能解决该问题，需要一个解决分布式事务的方案，那么seata就可以实现这样的一种操作。

二. 名词术语

XID： 全局唯一事务ID
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，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。

三. 基本过程

具体过程：
1.TM向TC申请开启一个全局事务，全局事务创建成功并生成一个全局唯一的XID
2. XID在微服务调用链路的上下文中传播
3. RM想TC注册分支事务，将其纳入XID对应全局事务的管辖
4. TM向TC发起针对XID的全局提交或回滚决议
5. TC调度XID下管辖的全局分支事务完成提交或回滚请求

四. seata下载和配置

此处下载版本为1.3.0

seata下载链接

1. 修改seata的conf目录下的 file.conf 文件

   • 自定义事务组
     将service模块中的 vgroupMapping.my_test_tx_group = "default"修改为vgroupMapping.自定义事务名_tx_group = “default”
   • 修改事务日志存储模式为db
     将store模块下的mode改为 db
   • 修改数据库连接信息
     将store块的db模块的数据库链接信息进行修改，该处是以mysql8.0为例，mysql5版本配置成相应版本的链接信息即可。此处的 seata 是后期在本地MySQL建立的数据库，在此处先这样配置。
     driverClassName = "com.mysql.cj.jdbc.Driver"
url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?serverTimezone=UTC"
user = "root"
password = "123456"

2. 建立本地建立名为seata数据库

3. 在seata库中建表
   利用自带的db_store.sql建表，低版本在conf目录下就有该文件，高版本可以在github的parent目录下找，也可以直接用以下脚本创建：

   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;
   

4. 修改conf目录下的registry.conf文件，对其中的Nacos模块进行修改，将serverAddr修改为 localhost:8848

5. 替换jar包，将mysql-connector-java包改为8.0版本的jar包，seata默认的jar包为5.7版本的，若本地MySQL为5.7则无需进行该项操作。

6. 启动Nacos后启动Seata

五. 业务数据库的创建

建立三个数据库分别存储库存、订单、账户，每个数据库一张业务表，其次建立对应的回滚表。
建立数据库和数据表：

• 建立订单库和订单表
  create database seata_order;

  CREATE TABLE `t_order` (
    `id` bigint(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `user_id` bigint(11) DEFAULT NULL,
    `product_id` bigint(11) DEFAULT NULL,
    `count` int(11) DEFAULT NULL,
    `money` decimal(11,0) DEFAULT NULL,
    `status` int(1) DEFAULT NULL,
    PRIMARY KEY (`id`)
  ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=15 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_unicode_ci;
  

• 建立库存库和库存表
  create database seata_store;

  CREATE TABLE `t_store` (
    `id` bigint(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `product_id` bigint(11) DEFAULT NULL,
    `total` int(11) DEFAULT NULL,
    `used` int(11) DEFAULT NULL,
    `residue` int(11) DEFAULT NULL,
    PRIMARY KEY (`id`)
  ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_unicode_ci;
  
  INSERT INTO `t_store` VALUES (1,1,100,50,50);
  

• 建立账户库和账户表
  create database seata_account;

  CREATE TABLE `t_account` (
    `id` bigint(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `user_id` bigint(11) DEFAULT NULL,
    `total` decimal(10,0) DEFAULT NULL,
    `used` decimal(10,0) DEFAULT NULL,
    `residue` decimal(10,0) DEFAULT NULL,
    PRIMARY KEY (`id`)
  ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_unicode_ci;
  
  INSERT INTO `t_account` VALUES (1,1,1000,700,300); 
  

• 三个业务数据库都建立回滚表
  该代码在

  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 DEFAULT CHARSET=utf8;
  

六. 业务代码的编写

以下的每一个模块都为一个springboot项目。

• 账户模块

1. 引入依赖
   注意点就是引入seata依赖时，和自己下载的版本号匹配。

   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seataartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.cloudgroupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-openfeignartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.bootgroupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.bootgroupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-actuatorartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>org.mybatis.spring.bootgroupId>
       <artifactId>mybatis-spring-boot-starterartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>com.alibabagroupId>
       <artifactId>druid-spring-boot-starterartifactId>
   dependency>
   <dependency>
       <groupId>mysqlgroupId>
       <artifactId>mysql-connector-javaartifactId>
   dependency>
   
   <dependency>
       <groupId>org.springframework.bootgroupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-testartifactId>
       <scope>testscope>
   dependency>
   

2. 修改application.yml配置

   server:
     port: 2003
   spring:
     application:
       name: seata-account-service
     cloud:
       nacos:
         discovery:
           server-addr: localhost:8848
       alibaba:
         seata:
           # 若之前修改成了自己配置的名称，该处则修改为   事务名_tx_group 
           tx-service-group: my_test_tx_group 
     datasource:  # 链接数据库
       type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
       driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
       url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata_account?serverTimezone=UTC
       username: root
       password: 123456
   feign:
     hystrix:
       enabled: true
   
   logging:
     level:
       io:
         seata: info
   
   mybatis:
     mapper-locations: classpath:mapper/*.xml
     type-aliases-package: com.lk.alibaba.domain
   

3. 编写实体类

   @Data
   public class Account {
       private Long id;
       private Long user_id;
       private BigDecimal total;
       private BigDecimal used;
       private BigDecimal residue;
   }
   

4. 编写dao

   @Mapper
   public interface AccountDao {
       //减少账户余额的方法
       void decrease(@Param("user_id") Long user_id, @Param("money") BigDecimal money);
   }
   

5. 编写mapper.xml

   
   
   <mapper namespace="com.lk.alibaba.dao.AccountDao">
   
       <update id="decrease">
           update t_account
           set used=used+#{money},residue=residue-#{money}
           where user_id=#{user_id}
       update>
   
   mapper>
   

6. 编写service实现类(AccountService接口省略，只有一个decrease方法,因为设置了睡眠时间为20秒，所以通过feign调用该服务时会抛出异常。本方法作为事务失败的起点。

   @Service
   public class AccountServiceImpl implements AccountService {
       @Resource
       private AccountDao accountDao;
       @Override 
       public void decrease(Long user_id, BigDecimal money) {
           try {
               TimeUnit.SECONDS.sleep(20);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
           accountDao.decrease(user_id,money);
       }
   }
   

7. 编写controller

   @RestController
   public class AccountController {
       @Resource
       private AccountService accountService;
   
       @RequestMapping(value = "/account/decrease")
       public String decrease(Long user_id, BigDecimal money){
           accountService.decrease(user_id, money);
           return “账户服务完成”;
       }
   }
   

8. 编写主启动类

   @SpringBootApplication
   @EnableFeignClients
   @EnableDiscoveryClient
   public class Seata2003Application {
       public static void main(String[] args) {
           SpringApplication.run(Seata2003Application.class,args);
       }
   }
   

9. 将seata的配置文件file.conf和registry.conf放到resources目录下

• 库存模块
  订单模块的编写与账号模块的编写基本相同。不同点主要在于application.yml配置中的数据库连接信息（改为seate_store库）、端口号（改为2002）、应用名（改为seata-store-service）。其余的实体类、dao、service、controller基本相同，也是只有一个减库存的方法。

• 订单模块

1. 引入依赖
   与账户模块相同

2. 修改application.yml
   和账户模块相同，不同点主要在于application.yml配置中的数据库连接信息（改为seate_order库）、端口号（改为2001）、应用名（改为seata-order-service）

3. 创建实体类

   @Data
   public class Order {
       private Long id;
       private Long user_id;
       private Long product_id;
       private Integer count;
       private BigDecimal money;
       private Integer status;
   }
   

4. 编写dao

   @Mapper
   public interface OrderDao {
       void add(Order order);
       void update(@Param("user_id") Long user_id,@Param("status") Integer status);
   }
   

5. 编写mapper.xml

   
   
   <mapper namespace="com.lk.alibaba.dao.OrderDao">
       <insert id="add" parameterType="Order">
           insert into t_order(user_id,product_id,count,money,status)
           values(#{user_id},#{product_id},#{count},#{money},0);
       insert>
       <update id="update">
           update t_order set status=1 where user_id=#{user_id} and status=#{status}
       update>
   mapper>
   

6. 编写service
   将store模块的业务和account模块的业务通过OpenFeign映射过来

   @FeignClient(value = "seata-store-service")
   public interface StoreService {
       @PostMapping(value = "/store/decrease")
       String decrease(@RequestParam("product_id") Long product_id,@RequestParam("count") Integer count);
   }
   

   @FeignClient(value = "seata-account-service")
   public interface AccountService {
       @GetMapping(value = "/account/decrease")
       String decrease(@RequestParam("user_id") Long user_id,@RequestParam("money") BigDecimal money);
   }
   

   编写orderService(省略)的实现类

   @Service
   public class OrderServiceImpl implements OrderService {
       @Resource
       private OrderDao orderDao;
       @Resource
       private StoreService storeService;
       @Resource
       private AccountService accountService;
   
       @Override
       @GlobalTransactional(name = "my-create-order",rollbackFor = Exception.class)
       public void add(Order order) {
           orderDao.add(order);
           storeService.decrease(order.getProduct_id(),order.getCount());
           accountService.decrease(order.getUser_id(),order.getMoney());
           orderDao.update(order.getUser_id(),order.getStatus());
       }
   }
   

7. 编写controller测试

   @RestController
   public class OrderController {
       @Resource
       private OrderService orderService;
       @GetMapping(value = "/order/add")
       public String create(Order order){
           orderService.add(order);
           return “添加成功”;
       }
   }
   

8. 编写主启动类

   @SpringBootApplication
   @EnableDiscoveryClient
   @EnableFeignClients
   public class Seata2001Application {
       public static void main(String[] args) {
           SpringApplication.run(Seata2001Application.class,args);
       }
   }
   

9. 将seata的配置文件file.conf和registry.conf放到resources目录下

七. 分布式事务验证

在orderService中使用到了accountService和storeService，实现分布式事务只需要在orderService的方法上添加@GlobalTransactional(name = "my-create-order",rollbackFor = Exception.class)即可实现分布式事务，其中name可以随便起，rollbackFor表示任何异常都会回滚事务。

浏览器输入http://localhost:2001/order/add?user_id=1&product_id=1&count=10&money=100进行下单操作，此时发生了异常，观察三个业务数据库，会发现数据表的数据都没发生改变。

八. Seata深度理解

该案例中，seata服务器相当于TC，标记了@GlobalTransactional的方法即为TM，TM向TC发起全局事务的请求，该案例中的orderDao和accountService以及storeService对数据库进行操作，相当于是RM。在案例的基础上再理解以下逻辑：

1. TM开启分布式事务（TM向全局注册事务记录），注解为@GloabalTransaction
2. 按业务场景，编排数据库、服务等事务内资源（RM向TC汇报资源准备状态）也就是当orderDao和accountService以及storeService的方法执行完以后向TC汇报状态。
3. TM结束分布式事务，事务一阶段结束（TM通知TC提交/回滚分布式事务），此时的seata数据库中，global表有全局事务记录，branch表有各个分支的记录，lock表有各分支的锁记录，各个业务数据库中的undo表中有回滚记录，记录了before-image和after-image
4. TC汇总事务信息，决定分布式事务是提交还是回滚
5. TC通知所有RM提交/回滚资源，回滚之前首先键查是否脏写，查看after-image和当前数据表的数据是否相同，若相同则利用before-image反向补偿进行回滚操作，若不相同产生了脏写则转人工。事务二阶段结束。

九. 下一篇介绍

暂停。