文章目录

  • 二阶段消息
  • 本地消息表
  • 本地消息表方案缺点：
  • RocketMQ事务消息
  • Rocketmq消息事务缺点
  • 多种分布式事务协议支持
  • SAGA:
  • TCC: Try-Confirm-Cancel
  • XA事务模式
  • AT(Auto Transaction)模式
  • 分布式事务框架
  • SEATA
  • 协调多节点数据同步
  • 回滚
  • 重试


二阶段消息

本地消息表

基于本地消息表的方案中，将本事务外操作，记录在消息表中

其他事务，提供操作接口

定时任务轮询本地消息表，将未执行的消息发送给操作接口。

操作接口处理成功，返回成功标识，处理失败，返回失败标识。

定时任务接到标识，更新消息的状态

定时任务按照一定的周期反复执行

对于屡次失败的消息，可以设置最大失败次数

超过最大失败次数的消息，不进行接口调用

等待人工处理

例如使用支付宝的支付场景，系统生成订单，支付宝系统支付成功后，调用我们系统提供的回调接口，回调接口更新订单状态为已支付。回调通知执行失败，支付宝会过一段时间再次调用。

本地消息表方案缺点：

消息数据和业务数据耦合，消息表需要根据具体的业务场景制定，不能公用。就算可以公用消息表，对于分库的业务来说每个库都是需要消息表的。

只适用于最终一致的业务场景。

RocketMQ事务消息

消息队列RocketMQ版提供类似XA或Open XA的分布式事务功能，通过消息队列RocketMQ版事务消息，能达到分布式事务的最终一致。

微服务中数据库怎么实现的分布式事务_微服务

Rocketmq消息事务缺点

极端情况下，自动处理事务消息中的回查，解决了 RocketMQ 回查在极端情况下回出现的数据不一致问题（已申请了专利）

多种分布式事务协议支持

SAGA:

SAGA最初出现在1987年Hector Garcaa-Molrna & Kenneth Salem发表的论文SAGAS里。其核心思想是将长事务拆分为多个短事务，由Saga事务协调器协调，如果每个短事务都成功提交完成，那么全局事务就正常完成，如果某个步骤失败，则根据相反顺序一次调用补偿操作。

SAGA事务模式是DTM中最常用的模式，主要是因为SAGA模式简单易用，工作量少，并且能够解决绝大部分业务的需求。

例如我们要进行一个类似于银行跨行转账的业务，将A中的30元转给B，根据Saga事务的原理，我们将整个全局事务，切分为以下服务：

  • 转出（TransOut）服务，这里转出将会进行操作A-30
  • 转出补偿（TransOutCompensate）服务，回滚上面的转出操作，即A+30
  • 转入（TransIn）服务，转入将会进行B+30
  • 转入补偿（TransInCompensate）服务，回滚上面的转入操作，即B-30

整个SAGA事务的逻辑是：

  • 执行转出成功=>执行转入成功=>全局事务完成
  • 如果在中间发生错误，例如转入B发生错误，则会调用已执行分支的补偿操作，即：
    执行转出成功=>执行转入失败=>执行转入补偿成功=>执行转出补偿成功=>全局事务回滚完成

微服务中数据库怎么实现的分布式事务_分布式事务_02

在这个图中，我们的全局事务发起人，将整个全局事务的编排信息，包括每个步骤的正向操作和反向补偿操作定义好之后，提交给服务器，服务器就会按步骤执行前面SAGA的逻辑。

如果有正向操作失败，例如账户余额不足或者账户被冻结，那么dtm会调用各分支的补偿操作，进行回滚，最后事务成功回滚。

微服务中数据库怎么实现的分布式事务_微服务中数据库怎么实现的分布式事务_03

TCC: Try-Confirm-Cancel

TCC事务模式

什么是TCC，TCC是Try、Confirm、Cancel三个词语的缩写，最早是由 Pat Helland 于 2007 年发表的一篇名为《Life beyond Distributed Transactions:an Apostate’s Opinion》的论文提出。

TCC分为3个阶段

  • Try 阶段：尝试执行，完成所有业务检查（一致性）, 预留必须业务资源（准隔离性）
  • Confirm 阶段：如果所有分支的Try都成功了，则走到Confirm阶段。Confirm真正执行业务，不作任何业务检查，只使用 Try 阶段预留的业务资源
  • Cancel 阶段：如果所有分支的Try有一个失败了，则走到Cancel阶段。Cancel释放 Try 阶段预留的业务资源。

在设计上，TCC主要用于处理一致性要求较高、需要较多灵活性的短事务：

TCC如何做到更好的一致性

对于我们的 A 跨行转账给 B 的场景，如果采用SAGA，在正向操作中调余额，在补偿操作中，反向调整余额，那么会出现这种情况：如果A扣款成功，金额转入B失败，最后回滚，把A的余额调整为初始值。整个过程中如果A发现自己的余额被扣减了，但是收款方B迟迟没有收到资金，那么会对A造成非常大的困扰。

上述需求在SAGA中无法解决，但是可以通过TCC来解决，设计技巧如下：

  • 在账户中的 balance 字段之外，再引入一个 trading_balance 字段
  • Try 阶段检查账户是否被冻结，检查账户余额是否充足，没问题后，调整 trading_balance （即业务上的冻结资金）
  • Confirm 阶段，调整 balance ，调整 trading_balance （即业务上的解冻资金）
  • Cancel 阶段，调整 trading_balance （即业务上的解冻资金）

这种情况下，终端用户 A 就不会看到自己的余额扣减了，但是 B 又迟迟收不到资金的情况

XA事务模式

有了分布式事务的场景，就会有解决该问题的方式规范，XA规范就是解决分布式事务的规范。分布式事务的实现方式有很多种，最具有代表性的是由Oracle Tuxedo系统提出的 XA分布式事务协议。XA协议包括两阶段提交（2PC）和三阶段提交（3PC）两种实现。

XA是什么

XA是由X/Open组织提出的分布式事务的规范，XA规范主要定义了(全局)事务管理器™和(局部)资源管理器(RM)之间的接口。本地的数据库如mysql在XA中扮演的是RM角色

AT 模式是一种无侵入的分布式事务解决方案。

XA一共分为两阶段：

  • 第一阶段（prepare）：即所有的参与者RM准备执行事务并锁住需要的资源。参与者ready时，向TM报告已准备就绪。
  • 第二阶段 (commit/rollback)：当事务管理者™确认所有参与者(RM)都ready后，向所有参与者发送commit命令。

目前主流的数据库基本都支持XA事务，包括mysql、oracle、sqlserver、postgre

本地数据库是如何支持XA的：

XA start '4fPqCNTYeSG' -- 开启一个 xa 事务
UPDATE `user_account` SET `balance`=balance + 30,`update_time`='2021-06-09 11:50:42.438' WHERE user_id = '1'
XA end '4fPqCNTYeSG'
XA prepare '4fPqCNTYeSG' -- 此调用之前，连接断开，那么事务会自动回滚
-- 当所有的参与者完成了prepare，就进入第二阶段 提交
xa commit '4fPqCNTYeSG'

微服务中数据库怎么实现的分布式事务_分布式_04

微服务中数据库怎么实现的分布式事务_架构_05

XA事务的特点是：

简单易理解
开发较容易，回滚之类的操作，由底层数据库自动完成
对资源进行了长时间的锁定，并发度低，不适合高并发的业务

微服务中数据库怎么实现的分布式事务_架构_06

AT(Auto Transaction)模式

分布式事务框架

SEATA

Seata 是一款开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。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。

协调多节点数据同步

回滚

用户下单，订单服务更新，但库存库件失败。

库存可能无了，重试无意义。则回滚

重试

物流发货场景：物流服务发货，但订单服务状态更新失败，则不断重试

用户支付场景：订单状态待支付-> 用户支付后，如果接口超时，支付三方会不断重试回调接口