事务指的就是一个操作单元,在这个操作单元中的所有操作最终要保持一致的行为,要么所有操作 都成功,要么所有的操作都被撤销。简单地说,事务提供一种“要么什么都不做,要么做全套”机制。
本地事物其实可以认为是数据库提供的事务机制。说到数据库事务就不得不说,数据库事务中的四 大特性:
分布式事务指事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器分别位于不同的分布 式系统的不同节点之上。
简单的说,就是一次大的操作由不同的小操作组成,这些小的操作分布在不同的服务器上,且属于不同 的应用,分布式事务需要保证这些小操作要么全部成功,要么全部失败。
本质上来说,分布式事务就是为了保证不同数据库的数据一致性。
单体系统访问多个数据库
一个服务需要调用多个数据库实例完成数据的增删改操作
多个微服务访问同一个数据库
多个服务需要调用一个数据库实例完成数据的增删改操作
多个微服务访问多个数据库
多个服务需要调用一个数据库实例完成数据的增删改操作
全局事务基于DTP模型实现。DTP是由X/Open组织提出的一种分布式事务模型——X/Open Distributed Transaction Processing Reference Model。它规定了要实现分布式事务,需要三种角色:
整个事务分成两个阶段:
阶段一: 表决阶段,所有参与者都将本事务执行预提交,并将能否成功的信息反馈发给协调者。
阶段二: 执行阶段,协调者根据所有参与者的反馈,通知所有参与者,步调一致地执行提交或者回滚。
缺点
基于可靠消息服务的方案是通过消息中间件保证上、下游应用数据操作的一致性。假设有A和B两个
系统,分别可以处理任务A和任务B。此时存在一个业务流程,需要将任务A和任务B在同一个事务中处
理。就可以使用消息中间件来实现这种分布式事务。
第一步: 消息由系统A投递到中间件
超时询问机制
系统A除了实现正常的业务流程外,还需提供一个事务询问的接口,供消息中间件调 用。当消息中间件收到发布消息便开始计时,如果到了超时没收到确认指令,就会主动调用 系统A提供的事务询问接口询问该系统目前的状态。该接口会返回三种结果,中间件根据三 种结果做出不同反应:
第二步: 消息由中间件投递到系统B
消息中间件向下游系统投递完消息后便进入阻塞等待状态,下游系统便立即进行任务的处理,任务 处理完成后便向消息中间件返回应答。
基于可靠消息服务的分布式事务,前半部分使用异步,注重性能;后半部分使用同步,注重开发成本。
最大努力通知也被称为定期校对,其实是对第二种解决方案的进一步优化。它引入了本地消息表来 记录错误消息,然后加入失败消息的定期校对功能,来进一步保证消息会被下游系统消费。
第一步: 消息由系统A投递到中间件
这种方式的优缺点:
优点: 一种非常经典的实现,实现了最终一致性。
缺点: 消息表会耦合到业务系统中,如果没有封装好的解决方案,会有很多杂活需要处理。
TCC即为Try Confirm Cancel,它属于补偿型分布式事务。TCC实现分布式事务一共有三个步骤:
TCC两阶段提交与XA两阶段提交的区别是:
XA是资源层面的分布式事务,强一致性,在两阶段提交的整个过程中,一直会持有资源的锁。
TCC是业务层面的分布式事务,最终一致性,不会一直持有资源的锁。
TCC事务的优缺点:
优点:把数据库层的二阶段提交上提到了应用层来实现,规避了数据库层的2PC性能低下问题。
缺点:TCC的Try、Confirm和Cancel操作功能需业务提供,开发成本高。
2019 年 1 月,阿里巴巴中间件团队发起了开源项目 Fescar(Fast & EaSy Commit And Rollback),其愿景是让分布式事务的使用像本地事务的使用一样,简单和高效,并逐步解决开发者们 遇到的分布式事务方面的所有难题。后来更名为 Seata,意为:Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture,是一套分布式事务解决方案。
Seata的设计目标是对业务无侵入,因此从业务无侵入的2PC方案着手,在传统2PC的基础上演进。 它把一个分布式事务理解成一个包含了若干分支事务的全局事务。全局事务的职责是协调其下管辖的分 支事务达成一致,要么一起成功提交,要么一起失败回滚。此外,通常分支事务本身就是一个关系数据 库的本地事务。
Seata实现2PC与传统2PC的差别:
本示例通过Seata中间件实现分布式事务,模拟电商中的下单和扣库存的过程
我们通过订单微服务执行下单操作,然后由订单微服务调用商品微服务扣除库存
要点说明:
1、每个RM使用DataSourceProxy连接数据库,其目的是使用ConnectionProxy,使用数据源和数据连 接代理的目的就是在第一阶段将undo_log和业务数据放在一个本地事务提交,这样就保存了只要有业务 操作就一定有undo_log。
2、在第一阶段undo_log中存放了数据修改前和修改后的值,为事务回滚作好准备,所以第一阶段完成 就已经将分支事务提交,也就释放了锁资源。
3、TM开启全局事务开始,将XID全局事务id放在事务上下文中,通过feign调用也将XID传入下游分支 事务,每个分支事务将自己的Branch ID分支事务ID与XID关联。
4、第二阶段全局事务提交,TC会通知各各分支参与者提交分支事务,在第一阶段就已经提交了分支事 务,这里各各参与者只需要删除undo_log即可,并且可以异步执行,第二阶段很快可以完成。
5、第二阶段全局事务回滚,TC会通知各各分支参与者回滚分支事务,通过 XID 和 Branch ID 找到相应 的回滚日志,通过回滚日志生成反向的 SQL 并执行,以完成分支事务回滚到之前的状态,如果回滚失 败则会重试回滚操作。