Spring Cloud Alibaba Seata工作原理 |
您所在的位置：网站首页 › 锁子的工作原理是什么 › Spring Cloud Alibaba Seata工作原理 |
Spring Cloud Alibaba Seata工作原理
|
目录 一、简介 二、Seata工作原理 三、Seata AT模式的工作机制 四、Debug分析Seata分布式事务处理过程 五、总结 一、简介Seata的全称是：Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture，简单可扩展自治事务框架。 前面一篇文章我们介绍了如何利用Seata组件实现分布式系统中的分布式事务来保证数据一致性。seata使用起来很简单，虽然只需要一个简单的注解@GlobalTransactional就生效了，还是有必要对Seata原理了解一下。 下面我们就来了解一下Seata的工作原理是怎么样的。 二、Seata工作原理我们再来看一下Seata的工作流程图：
涉及三个角色： 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。 工作流程描述： TM向TC申请开启一个全局事务，全局事务创建成功并生成一个全局唯一的XID；XID在微服务调用链路的上下文传播；RM向TC注册分支事务，将其纳入XID对应全局事务的管辖；TM向TC发起针对XID的全局提交或回滚决议；TC调度XID下管辖的全部分支事务完成提交或者回滚请求；简单理解如下图：
Seata其实提供了很多种事务模式： AT 模式 提供无侵入自动补偿的事务模式，目前已支持 MySQL、 Oracle 、PostgreSQL和 TiDB的AT模式，H2 开发中 TCC 模式 支持 TCC 模式并可与 AT 混用，灵活度更高 SAGA 模式 为长事务提供有效的解决方案 XA 模式 支持已实现 XA 接口的数据库的 XA 模式 默认使用的AT低侵入自动补偿模式。那么AT模式是如何做到对业务的无侵入的？ AT整体机制两阶段提交协议的演变： 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。下面分别对一阶段加载、二阶段提交、二阶段回滚进行说明： 一阶段加载在一阶段，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，在业务数据被更新前，将其保存成“before image”；执行『业务SQL』，更新业务数据，在业务数据更新之后；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。一阶段大体流程图如下：
二阶段如果顺利提交的话，因为业务SQL在一阶段已经提交到数据库，所以Seata框架只需要将一阶段保存的快照和行锁删除，完成数据清理即可。 二阶段提交流程如如下：
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。 二阶段回滚的流程图如下：
Seata默认使用的AT低侵入自动补偿模式。前面我们已经使用比较通俗地语言讲解了Seata AT模式的大体工作流程，下面再通过一个示例来说明整个 AT 分支的工作过程，加深对其的理解。 业务表：product FieldTypeKeyidbigint(20)PRInamevarchar(100) sincevarchar(100)AT 分支事务的业务逻辑： update product set name = 'GTS' where name = 'TXC'; 一阶段过程： 解析 SQL：得到 SQL 的类型（UPDATE），表（product），条件（where name = 'TXC'）等相关的信息。查询前镜像：根据解析得到的条件信息，生成查询语句，定位数据。 select id, name, since from product where name = 'TXC';得到前镜像： idnamesince1TXC2014 3. 执行业务 SQL：更新这条记录的 name 为 'GTS'。4. 查询后镜像：根据前镜像的结果，通过 主键 定位数据。 select id, name, since from product where id = 1;得到后镜像： idnamesince1GTS2014 5. 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。 { "branchId": 641789253, "undoItems": [{ "afterImage": { "rows": [{ "fields": [{ "name": "id", "type": 4, "value": 1 }, { "name": "name", "type": 12, "value": "GTS" }, { "name": "since", "type": 12, "value": "2014" }] }], "tableName": "product" }, "beforeImage": { "rows": [{ "fields": [{ "name": "id", "type": 4, "value": 1 }, { "name": "name", "type": 12, "value": "TXC" }, { "name": "since", "type": 12, "value": "2014" }] }], "tableName": "product" }, "sqlType": "UPDATE" }], "xid": "xid:xxx" } 6. 提交前，向 TC 注册分支：申请 product 表中，主键值等于 1 的记录的 全局锁 。7. 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。8. 将本地事务提交的结果上报给 TC。 二阶段-回滚 收到 TC 的分支回滚请求，开启一个本地事务，执行如下操作。通过 XID 和 Branch ID 查找到相应的 UNDO LOG 记录。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，详细的说明在另外的文档中介绍。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： update product set name = 'TXC' where id = 1; 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。 二阶段-提交 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。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。 四、Debug分析Seata分布式事务处理过程前面大概了解了Seata AT模式的工作原理，下面我们通过Debug调试上一节文章我们实现的模拟用户下单扣减库存、扣减余额业务流程，通过打断点方式了解Seata底层是如何实现的。 我们以Debug方式启动三个微服务：订单微服务、库存微服务、账户微服务，在账户微服务中设置一个断点。
浏览器访问：http://localhost:2001/order/createOrder?userId=1&productId=1&count=10&money=100 Debug到断点位置，此时我们去数据库中查看seata库中三张表的数据情况： 分支事务表branch_table ：可以看到此时存在三个分支事务，分支ID、XID、所属全局事务ID等信息。
全局事务表global_table ：可以看到此时的XID、全局事务ID、 应用名称application_id以及我们在注解@GlobalTransactional注解中指定的事务名称等信息。
注意application_id的长度只有32位，由于笔者的微服务名称相对比较长，这里我将application_id的长度修改为128，否则我们的订单微服务将无法注册到seata服务器中。 锁表lock_table ：可以看到因为我们的业务涉及到三个数据库：seata_order、seata_storage、seata_account。所以这张表存在三条记录，将三个表都锁起来了。
订单表undo日志： undo日志中rollback_info字段以json格式的形式保存了before image前置镜像和after image后置镜像，并且undo日志中记录着分支ID和XID等信息。
rollback_info: 主要记录着业务sql执行前和执行后的数据情况，用于后面事务回滚时进行反向自动补偿。 beforeImage：表示前镜像，内容为空表示SQL执行前记录未创建 afterImage：表示后镜像，内容为SQL执行后，记录更新后的值 { "@class":"io.seata.rm.datasource.undo.BranchUndoLog", "xid":"192.168.1.13:8091:2053714865", "branchId":2053714867, "sqlUndoLogs":[ "java.util.ArrayList", [ { "@class":"io.seata.rm.datasource.undo.SQLUndoLog", "sqlType":"INSERT", "tableName":"t_order", "beforeImage":{ "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.TableRecords$EmptyTableRecords", "tableName":"t_order", "rows":[ "java.util.ArrayList", [ ] ] }, "afterImage":{ "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.TableRecords", "tableName":"t_order", "rows":[ "java.util.ArrayList", [ { "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.Row", "fields":[ "java.util.ArrayList", [ { "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.Field", "name":"id", "keyType":"PrimaryKey", "type":-5, "value":[ "java.lang.Long", 19 ] }, { "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.Field", "name":"user_id", "keyType":"NULL", "type":-5, "value":[ "java.lang.Long", 1 ] }, { "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.Field", "name":"product_id", "keyType":"NULL", "type":-5, "value":[ "java.lang.Long", 1 ] }, { "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.Field", "name":"count", "keyType":"NULL", "type":4, "value":10 }, { "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.Field", "name":"money", "keyType":"NULL", "type":3, "value":[ "java.math.BigDecimal", 100 ] }, { "@class":"io.seata.rm.datasource.sql.struct.Field", "name":"status", "keyType":"NULL", "type":4, "value":0 } ] ] } ] ] } } ] ] } 库存表undo日志：同理，跟订单表一样，同样存在rollback_info记录着业务执行前、后的数据。 账户表undo日志：同理，跟订单表一样，同样存在rollback_info记录着业务执行前、后的数据。
然后我们Debug调试放行断点，此时订单下单成功。再次回到数据库中查看相关数据：
可以看到，undo日志表，全局事务表、分支事务表、锁表里面的数据都为空，原因是在事务提交后，seata将会删除中间状态的数据，比如before image、after image等。 五、总结以上就是对Seata工作原理的简单分析，实际生产环境，可能会遇到很多问题，比如Seata的高可用、怎么集群部署、脏数据回滚失败如何处理等等，更多相关问题可以参考官网：http://seata.io/zh-cn/docs/overview/faq.html。 下面是笔者总结的关于Spring Cloud Alibaba教程系列文章目录，有需要的小伙伴可以前往学习： 1. Spring Cloud Alibaba入门简介 2. Spring Cloud Alibaba Nacos之服务注册中心 3. Spring Cloud Alibaba Nacos之服务配置中心 4. Spring Cloud Alibaba Nacos集群和持久化配置 5. Spring Cloud Alibaba Sentinel之入门篇 6. Spring Cloud Alibaba Sentinel之流控规则篇 7. Spring Cloud Alibaba Sentinel之服务降级篇 8. Spring Cloud Alibaba Sentinel之热点参数限流篇 9. Spring Cloud Alibaba @SentinelResource配置详解 10. Spring Cloud Alibaba Sentinel之服务熔断篇 11. Spring Cloud Alibaba Sentinel之持久化篇 12. Spring Cloud Alibaba Seata处理分布式事务及案例实战 13. Spring Cloud Alibaba Seata工作原理
|
【本文地址】
今日新闻 |
推荐新闻 |