Seata分布式事务框架-AT模式与TCC模式介绍

发布时间 2023-11-07 22:20:59作者: GaoYanbing

Seata AT事务方案
Seata 的 AT 模式(Automatic Transaction)是一种无侵入的分布式事务解决方案。下面结合具体业务场景来分析其执行的原理。

业务场景
订单系统

当用户下订单时,执行以下三步流程:

订单系统保存订单 订单系统调用库存服务,
减少商品库存 订单系统调用账户服务,
扣减用户金额
这三步要作为一个整体事务进行管理,要么整体成功,要么整体失败。

Seata AT基本原理
Seata AT 事务分两个阶段来管理全局事务:
第一阶段: 执行各分支事务
第二阶段: 控制全局事务最终提交或回滚

第一阶段:执行各分支事务
微服务系统中,各服务之间无法相互感知事务是否执行成功,这时就需要一个专门的服务,来协调各个服务的运行状态。这个服务称为 TC(Transaction Coordinator),事务协调器。

订单系统开始执行保存订单之前,首先启动 TM(Transaction Manager,事务管理器),由 TM 向 TC 申请开启一个全局事务:

这时TC会产生一个全局事务ID,称为 XID,并将 XID 传回 TM:

这样就开启了全局事务!

全局事务开启后,开始执行创建订单的业务。首先执行保存订单,这时会先启动一个 RM(Resource Manager,资源管理器),并将 XID 传递给 RM。

RM 负责对分支事务(即微服务的本地事务)进行管理,并与 TC 通信,上报分支事务的执行状态、接收全局事务的提交或回滚指令。

RM 首先会使用 XID 向 TC 注册分支事务,将分支事务纳入对应的全局事务管辖。

现在可以执行保存订单的分支事务了。一旦分支事务执行成功,RM 会上报事务状态:

TC 收到后,会将该状态信息传递到 TM:

到此,保存订单过程结束。下面是调用库存服务,减少商品库存,与订单的执行过程相同。

首先调用库存服务,启动 RM,并传递 XID:

库存服务的 RM 使用 XID 向 TC 进行注册,纳入全局事务管辖:

执行本地事务成功后上报状态,TC会将状态发送给TM:

相同的,完成账户分支事务:


第二阶段:控制全局事务最终提交
现在,TM(全局事务管理器)收集齐了全部分支事务的成功状态,它会进行决策,确定全局事务成功,向 TC 发送全局事务的提交请求:


然后,TC 会向所有 RM 发送提交操作指令,RM 会完成最终提交操作:

到此,全局事务全部提交完成!

第二阶段:控制全局事务最终回滚
上面是全局事务执行成功的情况,下面再来看看事务执行失败的情况。

假设订单业务执行过程中,扣减账户金额这一步分支事务执行失败,那么失败状态对TC上报,然后再发送给TM

TM 会进行决策,确定全局事务失败,向 TC 发送全局事务的回滚请求:

然后,TC 会向所有 RM 发送回滚操作指令,RM 会完成最终回滚操作:


TCC 基本原理
TCC 与 Seata AT 事务一样都是两阶段事务,它与 AT 事务的主要区别为:

TCC 对业务代码侵入严重
每个阶段的数据操作都要自己进行编码来实现,事务框架无法自动处理。

TCC 效率更高
不必对数据加全局锁,允许多个事务同时操作数据。


第一阶段 Try
以账户服务为例,当下订单时要扣减用户账户金额:

假如用户购买 100 元商品,要扣减 100 元。

TCC 事务首先对这100元的扣减金额进行预留,或者说是先冻结这100元:


第二阶段 Confirm
如果第一阶段能够顺利完成,那么说明“扣减金额”业务(分支事务)最终肯定是可以成功的。当全局事务提交时, TC会控制当前分支事务进行提交,如果提交失败,TC 会反复尝试,直到提交成功为止。

当全局事务提交时,就可以使用冻结的金额来最终实现业务数据操作:


第二阶段 Cancel
如果全局事务回滚,就把冻结的金额进行解冻,恢复到以前的状态,TC 会控制当前分支事务回滚,如果回滚失败,TC 会反复尝试,直到回滚完成为止。


多个事务并发的情况
多个TCC全局事务允许并发,它们执行扣减金额时,只需要冻结各自的金额即可:

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