Seata简介与事务模式

Seata

Seata (Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture) 是一款开源的分布式事务解决方案，由阿里巴巴集团开源，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。在微服务架构下，当业务操作需要跨越多个数据库或者多个服务时，Seata可以帮助我们解决分布式环境下的事务一致性问题。

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。

Seata 的核心组件：

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。

事务模式

AT模式

前提
基于支持本地 ACID 事务的关系型数据库。
Java 应用，通过 JDBC 访问数据库。

AT模式是Seata默认的事务模式，它基于数据库本地事务实现分布式事务。其核心思想是将分布式事务拆分为一个全局事务和多个分支事务，通过全局事务协调器与分支事务管理器协作，保证分布式事务的ACID特性。在业务执行过程中，Seata会对SQL进行解析、重写并生成相应的undo/redo日志，以实现事务的回滚和恢复。

AT模式工作机制

Seata使用日志来管理事务，通过将业务数据和回滚日志记录在同一个本地事务中提交，来确保事务的一致性。

下面是AT模式的整个工作流程

第一阶段提交：在第一阶段，Seata会拦截“业务 SQL”，解析 SQL 语义，找到“业务 SQL”要更新的业务数据。

1、在业务数据被更新前，解析 SQL，得到SQL的条件信息，生成查询语句，定位数据，将其保存成“before image”。
2、执行“业务 SQL”，更新业务数据。
3、在业务数据更新之后，定位数据，再将其保存成“after image”。
4、插入回滚日志：把前后镜像数据以及业务 SQL 相关的信息组成一条回滚日志记录，插入到 UNDO_LOG 表中。
5、提交前，向 TC注册分支，申请 全局锁 。
6、本地事务提交：业务数据的更新和前面步骤中生成的 UNDO LOG 一并提交。
7、将本地事务提交的结果上报给 TC。

以上操作全部在一个数据库事务内完成，这样保证了一阶段操作的原子性。

二阶段-提交
1、收到 TC 的分支提交请求，把请求放入一个异步任务的队列中，马上返回提交成功的结果给 TC。
2、异步任务阶段的分支提交请求将异步和批量地删除相应 UNDO LOG 记录。

二阶段-回滚
1、收到 TC 的分支回滚请求，开启一个本地事务，执行如下操作。
2、通过 XID 和 Branch ID 查找到相应的 UNDO LOG 记录。
3、数据校验：拿 UNDO LOG 中的后镜与当前数据进行比较，如果有不同，说明数据被当前全局事务之外的动作做了修改。这种情况，需要根据配置策略来做处理。
4、根据 UNDO LOG 中的前镜像和业务 SQL 的相关信息生成并执行回滚的语句：
5、提交本地事务。并把本地事务的执行结果（即分支事务回滚的结果）上报给 TC。

TCC模式

TCC模式是一种补偿型事务模式，在TCC模式中，业务逻辑需要分为三个阶段：Try阶段、Confirm阶段和Cancel阶段。

TCC模式需要用户自己编写业务代码实现Try、Confirm和Cancel三个操作，所谓 TCC 模式，是指支持把 自定义 的分支事务纳入到全局事务的管理中。

优势
TCC 完全不依赖底层数据库，能够实现跨数据库、跨应用资源管理，可以提供给业务方更细粒度的控制。

缺点
TCC 是一种侵入式的分布式事务解决方案，需要业务系统自行实现 Try，Confirm，Cancel 三个操作，对业务系统有着非常大的入侵性，设计相对复杂。

适用场景
TCC 模式是高性能分布式事务解决方案，适用于核心系统等对性能有很高要求的场景。

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。

优势：
一阶段提交本地事务，无锁，高性能
事件驱动架构，参与者可异步执行，高吞吐
补偿服务易于实现

缺点：
不保证隔离性

适用场景：
业务流程长、业务流程多
参与者包含其它公司或遗留系统服务，无法提供 TCC 模式要求的三个接口

XA 模式

前提
支持XA 事务的数据库。
Java 应用，通过 JDBC 访问数据库。

XA 模式是从 1.2 版本支持的事务模式。

工作机制如下

执行阶段：
可回滚：业务 SQL 操作放在 XA 分支中进行，由资源对 XA 协议的支持来保证 可回滚
持久化：XA 分支完成后，执行 XA prepare，同样，由资源对 XA 协议的支持来保证 持久化（即，之后任何意外都不会造成无法回滚的情况）

完成阶段：
分支提交：执行 XA 分支的 commit
分支回滚：执行 XA 分支的 rollback

优势
与 Seata 支持的其它事务模式不同，XA 协议要求事务资源本身提供对规范和协议的支持，所以事务资源（如数据库）可以保障从任意视角对数据的访问有效隔离，满足全局数据一致性。此外的一些优势还包括：

1. 业务无侵入：和 AT 一样，XA 模式将是业务无侵入的，不给应用设计和开发带来额外负担。
2. 数据库的支持广泛：XA 协议被主流关系型数据库广泛支持，不需要额外的适配即可使用。

缺点
XA prepare 后，分支事务进入阻塞阶段，收到 XA commit 或 XA rollback 前必须阻塞等待。事务资源长时间得不到释放，锁定周期长，而且在应用层上面无法干预，性能差。

适用场景
适用于想要迁移到 Seata 平台基于 XA 协议的老应用，使用 XA 模式将更平滑，还有 AT 模式未适配的数据库应用。