利用Nacos实现Seata事务模式（XA与AT）的快速配置与灵活切换

作者：一安 2024-01-30 08:10:37

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 规范提供了支持两阶段提交

接之前一篇《Seata如何实现两阶段提交（2PC）分布式事务》，实际开发中seata基本不会用file存储和管理服务节点信息，下面小编将结合nacos来整合seata，实现XA和AT模式的灵活转换。

相关安装包可以自行前往官网下载：

nacos：https://github.com/alibaba/nacos/releases 版本2.1.0
seata：https://github.com/seata/seata/releases 版本1.4.2

部署及配置seata

registry.conf：

registry {
  # file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa
  type = "nacos"

  nacos {
    application = "seata-tc-server"
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    group = "DEFAULT_GROUP"
    namespace = ""
    cluster = "BJ"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
  }
}

config {
  # file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3
  type = "nacos"

  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    namespace = ""
    group = "SEATA_GROUP"
    username = "nacos"
    password = "nacos"
    dataId = "seataServer.properties"
  }
}

seataServer.properties：

特别注意，为了让TC服务的集群可以共享配置，同样选择nacos作为统一配置中心

# 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.cj.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://localhost: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

sql脚本：

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;

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;

以上是XA模式所需脚本，AT模式追加以下脚本：

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;

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;

其中lock_table导入到TC服务关联的数据库，undo_log表导入到微服务关联的数据库。

启动seata：

图片

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

两阶段提交

XA是规范，目前主流数据库都实现了这种规范，实现的原理都是基于两阶段提交

正常情况：

图片

异常情况：

图片

一阶段（准备阶段）：

协调发起：

事务协调者向所有参与此次分布式事务的本地事务参与者发出指令，要求它们开始执行本地事务操作。

本地执行与状态反馈：

各个本地事务参与者接收到请求后，在各自的数据库上启动并执行本地事务。
在完成本地事务操作后，各参与者并不立即提交事务，而是将各自的事务执行状态（成功或失败）报告给事务协调者，并在此期间继续保持对相关数据资源的锁定以防止并发冲突。

二阶段（提交/回滚阶段）：

全局提交决定：

如果事务协调者收到的所有参与者的反馈均表示本地事务已成功执行，则向所有参与者发送“全局提交”指令。

全局提交执行：

接收到“全局提交”指令的参与者将在本地正式提交其事务，释放之前持有的数据库锁，并确保事务操作永久记录于数据库。

全局回滚决定与执行：

若事务协调者接收到任何一个参与者反馈表明本地事务执行失败，或者出现其他异常情况，则会做出全局回滚的决定。
协调者随即通知所有参与者进行“全局回滚”，每个参与者在收到此指令后，必须在其本地环境中撤销已经执行但尚未提交的事务操作，释放锁定资源，并恢复至事务开始前的数据状态。

Seata的XA模型

图片

在分布式事务处理中，RM和TC按照两阶段提交协议执行各自的工作：

RM在一阶段的工作：

分支事务注册：

RM将参与的分支事务信息注册到TC，为后续协调全局事务做好准备。

本地事务操作：

RM在数据库或其他资源上执行与分支事务相关的SQL操作，但并不提交这些变更，而是保持数据锁定状态以防止数据不一致。

状态汇报：

完成本地操作后，RM向TC报告其分支事务的执行状态，包括成功或失败的信息。

TC在二阶段的工作：

状态检测与决策制定：

若所有分支事务均执行成功，TC通知所有RM提交各自的事务。

若存在任何一个分支事务执行失败，TC则指示所有RM回滚各自的事务，以保证分布式事务的一致性。

RM在二阶段的工作：

接收指令并执行：

如果是提交指令，则正式提交一阶段执行的SQL操作，并释放之前持有的锁。

如果是回滚指令，则撤销一阶段未提交的SQL操作，恢复至事务开始前的数据状态。

依赖引入：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        <version>2.2.3.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        <version>2.2.3.RELEASE</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
        <version>2.2.3.RELEASE</version>
        <exclusions>
            <!--版本较低，1.3.0，因此排除-->
            <exclusion>
                <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
                <groupId>io.seata</groupId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.seata</groupId>
        <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.4.2</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.baomidou</groupId>
        <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
        <version>3.4.1</version>
    </dependency>
    <!--mysql-->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>5.1.47</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

配置引入：

server:
  port: 8011

spring:
  application:
    name: bank-11
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/bank1?characterEncoding=utf8&useSSL=false
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
    username: root
    password: root
  cloud:
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848

seata:
  registry:
    type: nacos
    nacos:
      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
      username: nacos
      password: nacos
  tx-service-group: order_tx_group #自定义事务组名称需要与seata-server中的对应
  data-source-proxy-mode: XA
  service:
    vgroup-mapping:
      order_tx_group: BJ # TC 集群（必须与seata-server保持一致）

bank22服务参考bank11配置即可，bank11调用bank22服务

@GlobalTransactional
@Override
public void updateAccountBalance(String accountNo, Double amount) {
    log.info("******** Bank1 Service Begin ... xid: {}" , RootContext.getXID());
    //张三扣减金额
    baseMapper.updateAccountBalance(accountNo,amount);
    //向李四转账
    String transfer = bank2Client.transfer(amount);
    if("fallback".equals(transfer)){
        //调用李四微服务异常
        throw new RuntimeException("调用李四微服务异常");
    }
    //人为制造错误
    if(amount > 100){
        throw new RuntimeException("bank1 make exception amount > 100");
    }
}

XA模式的优点：

事务的强一致性，满足ACID原则。
常用数据库都支持，实现简单，并且没有代码侵入

XA模式的缺点：

因为一阶段需要锁定数据库资源，等待二阶段结束才释放，性能较差
依赖关系型数据库实现事务

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。

Seata的AT模型

阶段一（准备阶段）RM的工作：

注册分支事务：

当全局事务开始后，RM会为该事务涉及的本地事务创建并注册一个分支事务，将其纳入到全局事务的管理范围。

记录undo-log（数据快照）：

在执行业务SQL之前，RM会对当前事务要修改的数据进行前镜像的记录，即生成undo-log。这样在事务回滚时可以根据undo-log恢复到事务开始前的状态。

执行业务sql并提交：

RM按照业务需求执行相应的SQL操作，并在本地将事务置为“预提交”状态，但不真正完成提交。

报告事务状态：

将分支事务的执行结果（成功或失败）汇报给协调者，等待协调者的下一步指令。

阶段二（提交阶段/回滚阶段）RM的工作：

提交阶段：

如果协调者收到所有RM的反馈均为“准备成功”，则指示RM正式提交事务。此时，RM删除对应的undo-log，因为事务已成功提交，不再需要回滚信息。

回滚阶段：

若协调者决定全局事务需要回滚，RM会根据先前记录的undo-log恢复数据到事务开始前的状态，撤销在事务过程中对数据的所有更改，确保数据一致性。

修改配置：

seata:
  data-source-proxy-mode: AT # 默认就是AT

AT模式的优点：
一阶段完成直接提交事务，释放数据库资源，性能比较好
利用全局锁实现读写隔离
没有代码侵入，框架自动完成回滚和提交
AT模式的缺点：
两阶段之间属于软状态，属于最终一致
框架的快照功能会影响性能，但比XA模式要好很多

责任编辑：武晓燕来源：一安未来

利用Nacos实现Seata事务模式（XA与AT）的快速配置与灵活切换

利用Nacos实现Seata事务模式（XA与AT）的快速配置与灵活切换

部署及配置seata

两阶段提交

Seata的XA模型

Seata的AT模型

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