动态多数据源使用seata实现分布式事务

一、背景

目前公司很多应用因为历史原因，一个应用访问多个数据库进行插入和更新操作，这就可能产生数据一致性问题，同时应用如果跨服务的调用也可能会产生事务问题。

目前应用是采用dynamic-datasource-spring-boot-starter做多数据源控制的。而seata是一款开源的分布式事务框架。我们了解到dynamic-datasource-spring-boot-starter的新版本已经支持基于seata的分布式事务了，而官网的例子基本都是标准的单数据源的整合，下面我们分别对dynamic-datasource-spring-boot-starter、seata以及它们的整合的进行功能使用实践。

二、dynamic-datasource

dynamic-datasource-spring-boot-starter 是一个基于springboot的快速集成多数据源的启动器。相关的特性如下，更多的信息可以查看github官网。我们这里主要用到了它对seata数据源的支持和动态切换数据源的特性。

官网地址：https://github.com/baomidou/dynamic-datasource-spring-boot-starter

支持数据源分组，适用于多种场景纯粹多库读写分离一主多从混合模式。
支持数据库敏感配置信息加密 ENC()。
支持每个数据库独立初始化表结构schema和数据库database。
支持无数据源启动，支持懒加载数据源（需要的时候再创建连接）。
支持自定义注解，需继承DS(3.2.0+)。
提供并简化对Druid，HikariCp，BeeCp,Dbcp2的快速集成。
提供对Mybatis-Plus，Quartz，ShardingJdbc，P6sy，Jndi等组件的集成方案。
提供自定义数据源来源方案（如全从数据库加载）。
提供项目启动后动态增加移除数据源方案。
提供Mybatis环境下的纯读写分离方案。
提供使用 spel动态参数解析数据源方案。内置spel，session，header，支持自定义。
支持多层数据源嵌套切换。（ServiceA >>> ServiceB >>> ServiceC）。
提供基于seata的分布式事务方案。
提供本地多数据源事务方案。

三、seata介绍

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主打AT模式。AT模式的机制如下：

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。

四、动手实践

在实际使用上面的框架过程中，会遇到各式各样的场景，遇到各种问题。实践出真知，下面我们模拟简单的业务实际动手来检测下他们的功能吧！

4.1 业务流程图

image

如上图所示，我们模拟一个下单的业务，主要的业务流程：

postman使用http请求下单服务
下单服务访问订单库产生下单记录、访问信用分库校验和扣减信用分
访问库存库，扣减库存
如果下单成功，最终会返回true

4.2 准备环境

数据库：seata_storage（库存数据库）、seata_order（订单数据库）、seata_credit（信用分数据库）、seata（seata数据库）
应用：order-service（下单服务）、storage-service（库存服务）、seata tc（分布式事务协调器）
配置中心: Nacos
seata服务端：本次实践的seata版本为v1.4.2

4.2.1 seata的安装

具体的安装步骤见官网：http://seata.io/zh-cn/docs/ops/deploy-guide-beginner.html

下载tc包，https://github.com/seata/seata/releases/tag/v1.4.2
tc包解压后，修改register.conf，进行nacos地址，名称空间等配置。
nacos配置项，可以将通过脚本:https://github.com/seata/seata/tree/1.4.2/script/config-center/nacos自动上传修改；也可以自行在nacos上手动添加配置项;该配置项主要为seata集群数据库地址和一些开关等；
创建seata数据库，sql脚本见：https://github.com/seata/seata/tree/1.4.2/script/server/db
启动seata服务端，使用解压包中的seataserver.sh启动，可在nacos查看启动的seata集群

踩坑：nacos如果使用带有权限的版本，密码不要带有特殊字符，否则在启动时会一直报403错误，因为从seata的服务端request到nacos时，密码特殊字符被转义传递从而导致错误。

4.2.2 业务应用的配置订单应用（接入了两个数据库）：

##########服务注册
spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=localhost:8848
spring.cloud.nacos.discovery.username=nacos_test
spring.cloud.nacos.discovery.password=nacos_test 
##########seata相关
seata.enabled=true 
seata.tx-service-group=my_test_tx_group
seata.enable-auto-data-source-proxy=false
seata.config.type=nacos 
seata.config.nacos.data-id=seataServer.properties 
seata.config.nacos.server-addr=localhost:8848
seata.config.nacos.application=seata-server 
seata.config.nacos.namespace=7322f40d-74de-4679-ad4c-c3dff499cd98
seata.config.nacos.group=SEATA_GROUP 
seata.config.nacos.username=seata 
seata.config.nacos.password=seata 
seata.registry.type=nacos 
seata.registry.nacos.server-addr=localhost:8848
seata.registry.nacos.namespace=7322f40d-74de-4679-ad4c-c3dff499cd98 
seata.registry.nacos.group=SEATA_GROUP 
seata.registry.nacos.username=seata 
seata.registry.nacos.password=seata 
logging.level.io.seata = debug
########数据源1(主数据源,订单库) 
spring.datasource.dynamic.primary=master
spring.datasource.dynamic.seata=true
spring.datasource.dynamic.datasource.master.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.dynamic.datasource.master.url=jdbc:mysql://localhost:3306/seata_order?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
spring.datasource.dynamic.datasource.master.username=seata
spring.datasource.dynamic.datasource.master.password=seata
#########数据源2（信用分库）
spring.datasource.dynamic.datasource.credit.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.dynamic.datasource.credit.url=jdbc:mysql://localhost:3306/seata_credit?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
spring.datasource.dynamic.datasource.credit.username=seata 
spring.datasource.dynamic.datasource.credit.password=seata

库存应用（一个数据库）：

##########服务注册 
spring.cloud.nacos.discovery.server-addr=localhost:8848 
spring.cloud.nacos.discovery.username=nacos_test 
spring.cloud.nacos.discovery.password=nacos_test
####seata相关
seata.enabled=true seata.tx-service-group=my_test_tx_group 
seata.enable-auto-data-source-proxy=false 
seata.config.type=nacos
seata.config.nacos.data-id=seataServer.properties 
seata.config.nacos.server-addr=localhost:8848 
seata.config.nacos.application=seata-server 
seata.config.nacos.namespace=7322f40d-74de-4679-ad4c-c3dff499cd98
seata.config.nacos.group=SEATA_GROUP 
seata.config.nacos.username=seata 
seata.config.nacos.password=seata 
seata.registry.type=nacos 
seata.registry.nacos.server-addr=localhost:8848 
seata.registry.nacos.namespace=7322f40d-74de-4679-ad4c-c3dff499cd98 
seata.registry.nacos.group=SEATA_GROUP 
seata.registry.nacos.username=seata
seata.registry.nacos.password=seata 
logging.level.io.seata = debug
######数据源
spring.datasource.dynamic.primary=master 
spring.datasource.dynamic.seata=true 
spring.datasource.dynamic.datasource.master.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver 
spring.datasource.dynamic.datasource.master.url=jdbc:mysql://localhost:3306/seata_storage?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
spring.datasource.dynamic.datasource.master.username=seata
spring.datasource.dynamic.datasource.master.password=seata

pom依赖：


  dynamic-datasource-spring-boot-starter
  com.baomidou
  3.2.1


  com.alibaba.cloud
  spring-cloud-starter-alibaba-seata
  
  
  io.seata
  seata-spring-boot-starter
  
  


  io.seata
  seata-spring-boot-starter
  1.4.2

4.3 开始验证

下面我们分多种情况来验证这种多数据源的事务是否有效，再加上SEATA来控制事务会产生什么效果。 4.3.1 同应用多库多表调用逻辑为：订单服务向订单库插入订单记录，接着向信用分库扣除信用分，暂时不访问库存服务1）订单controller的代码：

@RequestMapping("/orderByCredit")
public Boolean orderByCredit(String userId, @Nullable String requestId, int count) {
    //①下单，并产生下单日志
    orderService.onlyOrder(userId, "product-1", requestId, count);
    //② 访问信用库，校验并扣减信用分
    creditService.checkHasCredit(userId, count);
    return true;
}

2）使用多数据源@DS注解访问credit库修改数据

@DS("credit")
public void checkHasCredit(String userId, Integer val){
    Credit credit = creditDAO.selectByPrimaryKey(userId);
    if (credit == null) {
      throw new RuntimeException("无信用，无法购买");
    }
    credit.setCredit(credit.getCredit() - val);
    creditDAO.updateByPrimaryKey(credit);
    if (credit.getCredit() <= 0) {
      throw new RuntimeException("信用分不足，无法购买");
    }
}

3）使用postman请求使得，新增订单记录成功，并操作第二个数据库信用分不足报错，该情况按照预期，事务不会生效，订单库插入数据成功，接口也报错了。

注：订单库订单表插入成功，订单日志失败也不会回滚4）加上spring的@Transactional注解，下单请求

@RequestMapping("/orderByCredit")
@Transactional
public Boolean orderByCredit(String userId, @Nullable String requestId, int count) {
    //①下单，并产生下单日志
    orderService.onlyOrder(userId, "product-1", requestId, count);
    //② 访问信用库，校验并扣减信用分
    creditService.checkHasCredit(userId, count);
    return true;
}

这种情况产生找不到表的报错，操作②的@DS("credit")注解失效，没有按照预期访问credit库，访问到操作①的库了，但是操作①插入的数据回滚了。

注：订单库订单表插入成功，订单日志插入失败也会回滚。

小结：所以在这里我们稍微总结下，在一个方法中，如果操作了多个数据源，不能在外面使用@Transactional来进行事务控制，会使得@DB注解切换数据源不生效，产生报错，但是不报错的部分事务有效，因为还没提交。如何来对这种操作多数据源的情况进行事务控制呢，那就需要使用分布式事务SEATA5）加上seata的@GlobalTransactional注解，下单请求

@RequestMapping("/orderByCredit")
@GlobalTransactional
public Boolean orderByCredit(String userId, @Nullable String requestId, int count) {
    //① 下单，并产生下单日志
    orderService.onlyOrder(userId, "product-1", requestId, count);
    //② 访问信用库，校验并扣减信用分
    creditService.checkHasCredit(userId, count);
    return true;
}

在seata可用的情况下，步骤①，步骤②任意的地方出现错误，均可以事务回滚。

6）同时加上seata的@GlobalTransactional注解和Spring的@Transactional，下单请求 @Transactional会导致切换数据库异常。

4.3.2 跨应用多库多表

调用逻辑为：

订单服务向订单库插入订单记录，接着向信用分库扣除信用分，远程调用库存服务扣减库存。

1）下订单，使得扣减库存报错

订单服务

@RequestMapping("/orderByCredit")
@GlobalTransactional
public Boolean orderByCredit(String userId, @Nullable String requestId,@Nullable String requestId2,  int count) {
    //① 下单，并产生下单日志
    orderService.onlyOrder(userId, "product-1", requestId, count);
    //② 访问直连信用库，校验并扣减信用分
    creditService.checkHasCredit(userId, count);
    //③ 调用库存服务，扣减库存
    storageFeignClient.deductFlow("product-1", count, requestId2);
    return true;
}

库存服务

public void deductFlow(String commodityCode, int count, String requestId) throws InterruptedException {
    Storage storage = this.deduct(commodityCode, count);
    StorageFlow storageFlow = new StorageFlow();
    storageFlow.setStorageId(storage.getId());
    storageFlow.setFlowId(StringUtils.isEmpty(requestId) ? String.valueOf(System.currentTimeMillis()): requestId);
    storageFlowDAO.insert(storageFlow);
}

库存服务中的任意地方报错，调用链的数据库操作均会回滚，@GlobalTransactional注解会将seata申请的xid通过request传播下去，被调用的服务如果接入seata将会组成一个完整的分布式事务。

4.3.3 跨服务调用吃掉异常

1）如下代码所示，下单服务访问了自身应用的数据库，feign远程调用库存服务，但是catch了异常。

@RequestMapping("/orderByCredit")
@GlobalTransactional
public Boolean orderByCredit(String userId, @Nullable String requestId,@Nullable String requestId2,  int count) {
    //① 下单，并产生下单日志
    orderService.onlyOrder(userId, "product-1", requestId, count);
    //② 访问直连信用库，校验并扣减信用分
    creditService.checkHasCredit(userId, count);
    try {
        //③ 调用库存服务，扣减库存
        storageFeignClient.deductFlow("product-1", count, requestId2);
    } catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

2）使得接口请求，①、②步骤正常请求，③步骤出现内部数据库主键异常错误。查看结果，全局事务最终commit了，说明seata没有感知异常。

五、总结

在需要分布式事务的方法入口使用@GlobalTransactional即可实现分布式事务
多数据源不能在方法外层加@Transactional，这样会导致切换库异常；可直接使用@GlobalTransactional达到事务效果，因为本来这就是分布式事务场景。
全局事务最终决议是由全局事务入口应用（TM）决定的，即使下游事务节点发生了异常，只要TM没有catch到异常，就不会全局回滚。即决议是由TM发出的，并不是有些文档所说由TC决议的。
分析：tm决议简单快速，性能相对tc来说，tc压力被各个tm所分散
跨服务调用需要将全局事务id传递下去，seata已经封装了相关代码，需要依赖相关的包，如spring-cloud-starter-alibaba-seata

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