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守破离
微服务下单业务,在下单时会调用订单服务,创建订单并写入数据库。然后订单服务调用账户服务和库存服务:
在分布式系统下,一个业务跨越多个服务或数据源,每个服务都是一个分支事务,要保证所有分支事务最终状态一致,这样的事务就是分布式事务。
1998年,加州大学的计算机科学家 Eric Brewer 提出,分布式系统有三个指标:
Eric Brewer 说,分布式系统无法同时满足这三个指标。这个结论就叫做 CAP 定理。
在分布式这种架构下,服务与服务之间是必须网络通信的。既然要走网络通信,那么分区就是不可避免的,因为网络是不稳定的(停电、自然灾害、…)。所以,我们需要在一致性和可用性之间做出一个权衡。
- 假设要确保一致性,那么node03就需要等待其他几点同步数据过来之后才能被访问,那么此时,就降低了系统的可用性。
- 假设要确保可用性,那么node03的数据就有可能和其他节点的数据不一致,那么此时,就不能确保系统的一致性。
因此,我们可以使用BASE来平衡一下CAP
简述CAP定理内容?
思考:elasticsearch集群是CP还是AP?
BASE理论是对CAP的一种解决思路,包含三个思想:
而分布式事务最大的问题是各个子事务的一致性问题,因此可以借鉴CAP定理和BASE理论:
解决分布式事务,各个子系统之间必须能感知到彼此的事务状态,才能保证状态一致,因此需要一个事务协调者来协调每一个事务的参与者(子系统事务)。
这里的子系统事务,称为分支事务;有关联的各个分支事务在一起称为全局事务
Seata是 2019 年 1 月份蚂蚁金服和阿里巴巴共同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,为用户打造一站式的分布式解决方案。
官网地址:http://seata.io/,其中的文档、博客中提供了大量的使用说明、源码分析。
Seata事务管理中有三个重要的角色:
内容如下:
registry {
# tc服务的注册中心类,这里选择nacos,也可以是eureka、zookeeper等
type = "nacos"
nacos {
# seata tc 服务注册到 nacos的服务名称,可以自定义
application = "seata-tc-server"
serverAddr = "127.0.0.1:8848"
group = "DEFAULT_GROUP"
namespace = ""
cluster = "SH"
username = "nacos"
password = "nacos"
}
}
config {
# 读取tc服务端的配置文件的方式,这里是从nacos配置中心读取,这样如果tc是集群,可以共享配置
type = "nacos"
# 配置nacos地址等信息
nacos {
serverAddr = "127.0.0.1:8848"
namespace = ""
group = "SEATA_GROUP"
username = "nacos"
password = "nacos"
dataId = "seataServer.properties"
}
}
特别注意,为了让tc服务的集群可以共享配置,我们选择了nacos作为统一配置中心。因此服务端配置文件seataServer.properties文件需要在nacos中配好。
格式如下:
配置内容如下:(其中的数据库地址、用户名、密码都需要修改成你自己的数据库信息。)
# 数据存储方式,db代表数据库
store.mode=db
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?useUnicode=true&rewriteBatchedStatements=true
store.db.user=root
store.db.password=root
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000
# 事务、日志等配置
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000
server.maxCommitRetryTimeout=-1
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
server.rollbackRetryTimeoutUnlockEnable=false
server.undo.logSaveDays=7
server.undo.logDeletePeriod=86400000
# 客户端与服务端传输方式
transport.serialization=seata
transport.compressor=none
# 关闭metrics功能,提高性能
metrics.enabled=false
metrics.registryType=compact
metrics.exporterList=prometheus
metrics.exporterPrometheusPort=9898
特别注意:tc服务在管理分布式事务时,需要记录事务相关数据到数据库中,你需要提前创建好这些表,这些表主要记录全局事务、分支事务、全局锁信息。
新建一个名为seata的数据库,运行如下sql:
SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
-- ----------------------------
-- 分支事务表
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `branch_table`;
CREATE TABLE `branch_table` (
`branch_id` bigint(20) NOT NULL,
`xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
`transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
`resource_group_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`resource_id` varchar(256) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`branch_type` varchar(8) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`status` tinyint(4) NULL DEFAULT NULL,
`client_id` varchar(64) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`application_data` varchar(2000) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`gmt_create` datetime(6) NULL DEFAULT NULL,
`gmt_modified` datetime(6) NULL DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`branch_id`) USING BTREE,
INDEX `idx_xid`(`xid`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;
-- ----------------------------
-- 全局事务表
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `global_table`;
CREATE TABLE `global_table` (
`xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
`transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
`status` tinyint(4) NOT NULL,
`application_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`transaction_service_group` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`transaction_name` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`timeout` int(11) NULL DEFAULT NULL,
`begin_time` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
`application_data` varchar(2000) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`gmt_create` datetime NULL DEFAULT NULL,
`gmt_modified` datetime NULL DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`xid`) USING BTREE,
INDEX `idx_gmt_modified_status`(`gmt_modified`, `status`) USING BTREE,
INDEX `idx_transaction_id`(`transaction_id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;
启动成功后,seata-server应该已经注册到nacos注册中心了。
打开浏览器,访问nacos地址:http://localhost:8848,然后进入nacos的服务列表页面,可以看到seata-tc-server的信息:
首先,我们需要在微服务中引入seata依赖:
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seataartifactId>
<exclusions>
<exclusion>
<artifactId>seata-spring-boot-starterartifactId>
<groupId>io.seatagroupId>
exclusion>
exclusions>
dependency>
<dependency>
<groupId>io.seatagroupId>
<artifactId>seata-spring-boot-starterartifactId>
<version>${seata.version}version>
dependency>
需要修改application.yml文件,添加一些配置,让微服务通过注册中心找到seata-tc-server:
seata:
registry: # TC服务注册中心的配置,微服务根据这些信息去注册中心获取tc服务地址
# 参考tc服务自己的registry.conf中的配置
type: nacos
nacos: # tc
server-addr: 127.0.0.1:8848
namespace: ""
group: DEFAULT_GROUP
application: seata-tc-server # tc服务在nacos中的服务名称
cluster: SH
tx-service-group: seata-demo # 事务组,根据这个获取tc服务的cluster名称
service:
vgroup-mapping: # 事务组与TC服务cluster的映射关系
seata-demo: SH
把account-service、order-service、storage-service这三个微服务都整合一下Seata
nacos服务名称组成包括?
seata客户端获取tc的cluster名称方式?
Seata提供了四种不同的分布式事务解决方案:
XA规范是 X/Open 组织定义的分布式事务处理(DTP,Distributed Transaction Processing)标准,XA规范描述了全局的TM与局部的RM之间的接口,几乎所有主流的数据库都对XA规范提供了支持。
Seata的XA模式做了一些调整,但大体相似:
Seata的starter已经完成了XA模式的自动装配,实现非常简单,步骤如下:
XA模式的优点是什么?
XA模式的缺点是什么?
AT模式同样是分阶段提交的事务模型,不过却弥补了XA模型中资源锁定周期过长的缺陷。
AT模式一阶段直接提交,不锁定资源,直接提交,利用数据快照实现数据回滚。
lock_table导入到Seata的TC服务【TC】关联的数据库:
DROP TABLE IF EXISTS `lock_table`;
CREATE TABLE `lock_table` (
`row_key` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
`xid` varchar(96) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`transaction_id` bigint(20) NULL DEFAULT NULL,
`branch_id` bigint(20) NOT NULL,
`resource_id` varchar(256) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`table_name` varchar(32) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`pk` varchar(36) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`gmt_create` datetime NULL DEFAULT NULL,
`gmt_modified` datetime NULL DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`row_key`) USING BTREE,
INDEX `idx_branch_id`(`branch_id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Compact;
undo_log表导入到微服务【RM】关联的数据库:
DROP TABLE IF EXISTS `undo_log`;
CREATE TABLE `undo_log` (
`branch_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
`xid` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
`context` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
`rollback_info` longblob NOT NULL COMMENT 'rollback info',
`log_status` int(11) 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 INDEX `ux_undo_log`(`xid`, `branch_id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci COMMENT = 'AT transaction mode undo table' ROW_FORMAT = Compact;
修改application.yml文件,将事务模式修改为AT模式即可(之前已经加过了@GlobalTransactional注解):
重启服务并测试
TCC模式与AT模式非常相似,每阶段都是独立事务,不同的是TCC通过人工编码来实现数据恢复。需要实现三个方法:
为什么只改造account-service呢?因为并不是所有事务都适合使用TCC来解决
业务分析:
为了实现空回滚、防止业务悬挂,以及幂等性要求。我们必须在数据库记录冻结金额的同时,记录当前事务id和执行状态,为此我们设计了一张表:【微服务的业务数据库中】
CREATE TABLE `account_freeze_tbl` (
`xid` varchar(128) NOT NULL,
`user_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '用户id',
`freeze_money` int(11) unsigned DEFAULT '0' COMMENT '冻结金额',
`state` int(1) DEFAULT NULL COMMENT '事务状态,0:try,1:confirm,2:cancel',
PRIMARY KEY (`xid`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=COMPACT;
当然还需要一张account_freeze表:【微服务的业务数据库中】
DROP TABLE IF EXISTS `account_freeze_tbl`;
CREATE TABLE `account_freeze_tbl` (
`xid` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL,
`user_id` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
`freeze_money` int(11) UNSIGNED NULL DEFAULT 0,
`state` int(1) NULL DEFAULT NULL COMMENT '事务状态,0:try,1:confirm,2:cancel',
PRIMARY KEY (`xid`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = COMPACT;
TCC接口的声明:
Java代码:
@LocalTCC
public interface AccountTCCService {
@TwoPhaseBusinessAction(name = "deduct", commitMethod = "confirm", rollbackMethod = "cancel")
void deduct(@BusinessActionContextParameter(paramName = "userId") String userId,
@BusinessActionContextParameter(paramName = "money")int money);
boolean confirm(BusinessActionContext ctx);
boolean cancel(BusinessActionContext ctx);
}
@Service
@Slf4j
public class AccountTCCServiceImpl implements AccountTCCService {
@Autowired
private AccountMapper accountMapper;
@Autowired
private AccountFreezeMapper freezeMapper;
@Override
@Transactional
public void deduct(String userId, int money) {
// 0.获取事务id
String xid = RootContext.getXID();
// 悬挂业务的解决
if (freezeMapper.selectById(xid) != null) {
// CANCEL执行过,拒绝业务
return;
}
// 1.扣减可用余额
accountMapper.deduct(userId, money);
// 2.记录冻结金额,事务状态
AccountFreeze freeze = new AccountFreeze();
freeze.setUserId(userId);
freeze.setFreezeMoney(money);
freeze.setState(AccountFreeze.State.TRY);
freeze.setXid(xid);
freezeMapper.insert(freeze);
}
@Override
public boolean confirm(BusinessActionContext ctx) {
// 1.获取事务id
String xid = ctx.getXid();
// 2.根据id删除冻结记录
int count = freezeMapper.deleteById(xid);
return count == 1;
}
@Override
public boolean cancel(BusinessActionContext ctx) {
// 0.查询冻结记录
String xid = ctx.getXid();
String userId = ctx.getActionContext("userId").toString();
AccountFreeze freeze = freezeMapper.selectById(xid);
// 空回滚的判断
if (freeze == null) {
// try没执行,需要空回滚
freeze = new AccountFreeze();
freeze.setUserId(userId);
freeze.setFreezeMoney(0);
freeze.setState(AccountFreeze.State.CANCEL);
freeze.setXid(xid);
freezeMapper.insert(freeze);
return true;
}
// 幂等判断
if (freeze.getState() == AccountFreeze.State.CANCEL) {
// 已经处理过一次CANCEL了
return true;
}
// 1.恢复可用余额
accountMapper.refund(freeze.getUserId(), freeze.getFreezeMoney());
// 2.将冻结金额清零,状态改为CANCEL
freeze.setFreezeMoney(0);
freeze.setState(AccountFreeze.State.CANCEL);
int count = freezeMapper.updateById(freeze);
return count == 1;
}
}
@RestController
@RequestMapping("account")
public class AccountController {
@Autowired
// private AccountService accountService;
private AccountTCCService accountService;
@PutMapping("/{userId}/{money}")
public ResponseEntity<Void> deduct(@PathVariable("userId") String userId, @PathVariable("money") Integer money){
accountService.deduct(userId, money);
return ResponseEntity.noContent().build();
}
}
TC服务作为Seata的核心服务,一定要保证高可用和异地容灾。
计划启动两台seata的tc服务节点:
节点名称 | ip地址 | 端口号 | 集群名称 |
---|---|---|---|
seata | 127.0.0.1 | 8091 | SH |
seata2 | 127.0.0.1 | 8092 | HZ |
之前我们已经启动了一台seata服务,端口是8091,集群名为SH。
现在,将seata目录复制一份,起名为seata2
修改seata2/conf/registry.conf内容如下:
registry {
# tc服务的注册中心类,这里选择nacos,也可以是eureka、zookeeper等
type = "nacos"
nacos {
# seata tc 服务注册到 nacos的服务名称,可以自定义
application = "seata-tc-server"
serverAddr = "127.0.0.1:8848"
group = "DEFAULT_GROUP"
namespace = ""
cluster = "HZ"
username = "nacos"
password = "nacos"
}
}
config {
# 读取tc服务端的配置文件的方式,这里是从nacos配置中心读取,这样如果tc是集群,可以共享配置
type = "nacos"
# 配置nacos地址等信息
nacos {
serverAddr = "127.0.0.1:8848"
namespace = ""
group = "SEATA_GROUP"
username = "nacos"
password = "nacos"
dataId = "seataServer.properties"
}
}
进入seata2/bin目录,然后运行命令:
seata-server.bat -p 8092
打开nacos控制台,查看服务列表:
点进详情查看:
接下来,我们需要将tx-service-group与cluster的映射关系都配置到nacos配置中心。
新建一个配置:
配置的内容如下:
# 事务组映射关系
service.vgroupMapping.seata-demo=SH
service.enableDegrade=false
service.disableGlobalTransaction=false
# 与TC服务的通信配置
transport.type=TCP
transport.server=NIO
transport.heartbeat=true
transport.enableClientBatchSendRequest=false
transport.threadFactory.bossThreadPrefix=NettyBoss
transport.threadFactory.workerThreadPrefix=NettyServerNIOWorker
transport.threadFactory.serverExecutorThreadPrefix=NettyServerBizHandler
transport.threadFactory.shareBossWorker=false
transport.threadFactory.clientSelectorThreadPrefix=NettyClientSelector
transport.threadFactory.clientSelectorThreadSize=1
transport.threadFactory.clientWorkerThreadPrefix=NettyClientWorkerThread
transport.threadFactory.bossThreadSize=1
transport.threadFactory.workerThreadSize=default
transport.shutdown.wait=3
# RM配置
client.rm.asyncCommitBufferLimit=10000
client.rm.lock.retryInterval=10
client.rm.lock.retryTimes=30
client.rm.lock.retryPolicyBranchRollbackOnConflict=true
client.rm.reportRetryCount=5
client.rm.tableMetaCheckEnable=false
client.rm.tableMetaCheckerInterval=60000
client.rm.sqlParserType=druid
client.rm.reportSuccessEnable=false
client.rm.sagaBranchRegisterEnable=false
# TM配置
client.tm.commitRetryCount=5
client.tm.rollbackRetryCount=5
client.tm.defaultGlobalTransactionTimeout=60000
client.tm.degradeCheck=false
client.tm.degradeCheckAllowTimes=10
client.tm.degradeCheckPeriod=2000
# undo日志配置
client.undo.dataValidation=true
client.undo.logSerialization=jackson
client.undo.onlyCareUpdateColumns=true
client.undo.logTable=undo_log
client.undo.compress.enable=true
client.undo.compress.type=zip
client.undo.compress.threshold=64k
client.log.exceptionRate=100
接下来,需要修改每一个微服务的application.yml文件,让微服务读取nacos中的client.properties文件:
seata:
config:
type: nacos
nacos:
server-addr: 127.0.0.1:8848
username: nacos
password: nacos
group: SEATA_GROUP
data-id: client.properties
重启微服务,现在微服务到底是连接tc的SH集群,还是tc的HZ集群,都统一由nacos的client.properties来决定了。
黑马程序员:SpringCloud微服务技术栈.
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