一课学透 分布式事务框架 Alibaba Seata「Z新」

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一课学透 分布式事务框架 Alibaba Seata

核心代码,注释必读

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首先,设想一个传统的单体应用(Monolithic App),通过 3 个 Module,在同一个数据源上更新数据来完成一项业务。

很自然的,整个业务过程的数据一致性由本地事务来保证。

Monolithic architecture

随着业务需求和架构的变化,单体应用被拆分为微服务:原来的 3 个 Module 被拆分为 3 个独立的服务,分别使用独立的数据源(Pattern: Database per service)。业务过程将由 3 个服务的调用来完成。

Microservices architecture

此时,每一个服务内部的数据一致性仍由本地事务来保证。而整个业务层面的全局数据一致性要如何保障呢?这就是微服务架构下面临的,典型的分布式事务需求:我们需要一个分布式事务的解决方案保障业务全局的数据一致性。

我们要设计一个对业务无侵入的方案,所以从业务无侵入的 XA 方案来思考:

是否可以在 XA 的基础上演进,解决掉 XA 方案面临的问题呢?

首先,很自然的,我们可以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 本身就是一个满足 ACID 的 本地事务。这是我们对分布式事务结构的基本认识,与 XA 是一致的。

Global & Branch Transaction

其次,与 XA 的模型类似,我们定义 3 个组件来协议分布式事务的处理过程。

FESCAR Model

Transaction Coordinator (TC): 事务协调器,维护全局事务的运行状态,负责协调并驱动全局事务的提交或回滚。 Transaction Manager (TM): 控制全局事务的边界,负责开启一个全局事务,并最终发起全局提交或全局回滚的决议。 Resource Manager (RM): 控制分支事务,负责分支注册、状态汇报,并接收事务协调器的指令,驱动分支(本地)事务的提交和回滚。

分布式事务 Seata 解决方案

Seata 会有 4 种分布式事务解决方案,分别是 AT 模式、TCC 模式、Saga 模式和 XA 模式。

2.3.1 AT 模式 今年 1 月份,Seata 开源了 AT 模式。AT 模式是一种无侵入的分布式事务解决方案。在 AT 模式下,用户只需关注自己的“业务 SQL”,用户的 “业务 SQL” 作为一阶段,Seata 框架会自动生成事务的二阶段提交和回滚操作。

AT 模式如何做到对业务的无侵入 : 一阶段: 在一阶段,Seata 会拦截“业务 SQL”,首先解析 SQL 语义,找到“业务 SQL”要更新的业务数据,在业务数据被更新前,将其保存成“before image”,然后执行“业务 SQL”更新业务数据,在业务数据更新之后,再将其保存成“after image”,最后生成行锁。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: 二阶段如果是提交的话,因为“业务 SQL”在一阶段已经提交至数据库, 所以 Seata 框架只需将一阶段保存的快照数据和行锁删掉,完成数据清理即可。

二阶段回滚: 二阶段如果是回滚的话,Seata 就需要回滚一阶段已经执行的“业务 SQL”,还原业务数据。回滚方式便是用“before image”还原业务数据;但在还原前要首先要校验脏写,对比“数据库当前业务数据”和 “after image”,如果两份数据完全一致就说明没有脏写,可以还原业务数据,如果不一致就说明有脏写,出现脏写就需要转人工处理。

AT 模式的一阶段、二阶段提交和回滚均由 Seata 框架自动生成,用户只需编写“业务 SQL”,便能轻松接入分布式事务,AT 模式是一种对业务无任何侵入的分布式事务解决方案。