Spring Boot 集成 Seata 解决分布式事务问题

seata 简介

Seata 是 阿里巴巴2019年开源的分布式事务解决方案,致力于在微服务架构下提供高性能和简单易用的分布式事务服务。在 Seata 开源之前,Seata 对应的内部版本在阿里内部一直扮演着分布式一致性中间件的角色,帮助阿里度过历年的双11,对各业务进行了有力的支撑。经过多年沉淀与积累,2019.1 Seata 正式宣布对外开源 。目前 Seata 1.0 已经 GA。

微服务中的分布式事务问题

让我们想象一下传统的单片应用程序,它的业务由3个模块组成,他们使用单个本地数据源。自然,本地事务将保证数据的一致性。

微服务架构已发生了变化。上面提到的3个模块被设计为3种服务。本地事务自然可以保证每个服务中的数据一致性。但是整个业务逻辑范围如何?

Seata怎么办?

我们说,分布式事务是由一批分支事务组成的全局事务,通常分支事务只是本地事务。

Seata有3个基本组成部分:

  • 事务协调器(TC):维护全局事务和分支事务的状态,驱动全局提交或回滚。
  • 事务管理器TM:定义全局事务的范围:开始全局事务,提交或回滚全局事务。
  • 资源管理器(RM):管理正在处理的分支事务的资源,与TC对话以注册分支事务并报告分支事务的状态,并驱动分支事务的提交或回滚。

Seata管理的分布式事务的典型生命周期:

  1. TM要求TC开始一项新的全局事务。TC生成代表全局事务的XID。
  2. XID通过微服务的调用链传播。
  3. RM将本地事务注册为XID到TC的相应全局事务的分支。
  4. TM要求TC提交或回退相应的XID全局事务。
  5. TC驱动XID的相应全局事务下的所有分支事务以完成分支提交或回滚。

快速开始

用例

用户购买商品的业务逻辑。整个业务逻辑由3个微服务提供支持:

  • 仓储服务:对给定的商品扣除仓储数量。
  • 订单服务:根据采购需求创建订单。
  • 账户服务:从用户帐户中扣除余额。

环境准备

步骤 1:建立数据库

# db_seata  DROP SCHEMA IF EXISTS db_seata;  CREATE SCHEMA db_seata;  USE db_seata;    # Account  CREATE TABLE `account_tbl` (    `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,    `user_id` VARCHAR(255) DEFAULT NULL,    `money` INT(11) DEFAULT 0,    PRIMARY KEY (`id`)  ) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8;    INSERT INTO account_tbl (id, user_id, money)  VALUES (1, '1001', 10000);  INSERT INTO account_tbl (id, user_id, money)  VALUES (2, '1002', 10000);    # Order  CREATE TABLE `order_tbl`  (    `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,    `user_id` VARCHAR(255) DEFAULT NULL,    `commodity_code` VARCHAR(255) DEFAULT NULL,    `count` INT(11) DEFAULT '0',    `money` INT(11) DEFAULT '0',    PRIMARY KEY (`id`)  ) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8;    # Storage  CREATE TABLE `storage_tbl` (    `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,    `commodity_code` VARCHAR(255) DEFAULT NULL,    `count` INT(11) DEFAULT '0',    PRIMARY KEY (`id`),    UNIQUE KEY `commodity_code` (`commodity_code`)  ) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8;      INSERT INTO storage_tbl (id, commodity_code, count)  VALUES (1, '2001', 1000);    CREATE TABLE `undo_log` (    `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,    `branch_id` bigint(20) NOT NULL,    `xid` varchar(100) NOT NULL,    `context` varchar(128) NOT NULL,    `rollback_info` longblob NOT NULL,    `log_status` int(11) NOT NULL,    `log_created` datetime NOT NULL,    `log_modified` datetime NOT NULL,    PRIMARY KEY (`id`),    UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)  ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

seata AT 模式需要 undo_log 表,另外三张是业务表。

步骤 2: 启动 Seata Server

Server端存储模式(store.mode)现有file、db两种(后续将引入raft),file模式无需改动,直接启动即可。db模式需要导入用于存储全局事务回话信息的三张表。

注:file模式为单机模式,全局事务会话信息内存中读写并持久化本地文件root.data,性能较高; db模式为高可用模式,全局事务会话信息通过db共享,相应性能差些

可以直接通过bash 脚本启动 Seata Server,也可以通过 Docker 镜像启动,但是 Docker 方式目前只支持使用 file 模式,不支持将 Seata-Server 注册到 Eureka 或 Nacos 等注册中心。

通过脚本启动

在 https://github.com/seata/seata/releases 下载相应版本的 Seata Server,解压后执行以下命令启动,这里使用 file 配置

通过 Docker 启动
docker run --name seata-server -p 8091:8091 seataio/seata-server:latest

项目介绍

项目名

地址

说明

sbm-account-service

127.0.0.1:8081

账户服务

sbm-order-service

127.0.0.1:8082

订单服务

sbm-storage-service

127.0.0.1:8083

仓储服务

sbm-business-service

127.0.0.1:8084

主业务

seata-server

172.16.2.101:8091

seata-server

核心代码

为了不让篇幅太长,这里只给出部分代码,详细代码文末会给出源码地址

maven 引入 seata 的依赖 eata-spring-boot-starter

<dependency>      <groupId>io.seata</groupId>      <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>      <version>1.0.0</version>  </dependency>

仓储服务

application.properties
spring.application.name=account-service  server.port=8081  spring.datasource.url=jdbc:mysql://172.16.2.101:3306/db_seata?useSSL=false&serverTimezone=UTC  spring.datasource.username=root  spring.datasource.password=123456  seata.tx-service-group=my_test_tx_group  mybatis.mapper-locations=classpath*:mapper/*Mapper.xml  seata.service.grouplist=172.16.2.101:8091  logging.level.io.seata=info  logging.level.io.seata.samples.account.persistence.AccountMapper=debug
StorageService
public interface StorageService {        /**       * 扣除存储数量       */      void deduct(String commodityCode, int count);  }

订单服务

public interface OrderService {        /**       * 创建订单       */      Order create(String userId, String commodityCode, int orderCount);  }

账户服务

public interface AccountService {        /**       * 从用户账户中借出       */      void debit(String userId, int money);  }

主要业务逻辑

只需要使用一个 @GlobalTransactional 注解在业务方法上。

@GlobalTransactional  public void purchase(String userId, String commodityCode, int orderCount) {      LOGGER.info("purchase begin ... xid: " + RootContext.getXID());      storageClient.deduct(commodityCode, orderCount);      orderClient.create(userId, commodityCode, orderCount);  }

XID 的传递

全局事务ID的跨服务传递,需要我们自己实现,这里通过拦截器的方式。每个服务都需要添加下面两个类。

SeataFilter
@Component  public class SeataFilter implements Filter {      @Override      public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {      }        @Override      public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {          HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;          String xid = req.getHeader(RootContext.KEY_XID.toLowerCase());          boolean isBind = false;          if (StringUtils.isNotBlank(xid)) {              RootContext.bind(xid);              isBind = true;          }          try {              filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);          } finally {              if (isBind) {                  RootContext.unbind();              }          }      }        @Override      public void destroy() {      }  }
SeataRestTemplateAutoConfiguration
@Configuration  public class SeataRestTemplateAutoConfiguration {      @Autowired(              required = false      )      private Collection<RestTemplate> restTemplates;      @Autowired      private SeataRestTemplateInterceptor seataRestTemplateInterceptor;        public SeataRestTemplateAutoConfiguration() {      }        @Bean      public SeataRestTemplateInterceptor seataRestTemplateInterceptor() {          return new SeataRestTemplateInterceptor();      }        @PostConstruct      public void init() {          if (this.restTemplates != null) {              Iterator var1 = this.restTemplates.iterator();                while (var1.hasNext()) {                  RestTemplate restTemplate = (RestTemplate) var1.next();                  List<ClientHttpRequestInterceptor> interceptors = new ArrayList(restTemplate.getInterceptors());                  interceptors.add(this.seataRestTemplateInterceptor);                  restTemplate.setInterceptors(interceptors);              }          }        }  }

测试

测试成功场景:

curl -X POST http://127.0.0.1:8084/api/business/purchase/commit

此时返回结果为:true

测试失败场景:

UserId 为1002 的用户下单,sbm-account-service会抛出异常,事务会回滚

http://127.0.0.1:8084/api/business/purchase/rollback

此时返回结果为:false

查看 undo_log 的日志或者主键,可以看到在执行过程中有保存数据。如查看主键自增的值,在执行前后的值会发生变化,在执行前是 1,执行后是 7 。

源码地址

https://github.com/gf-huanchupk/SpringBootLearning/tree/master/springboot-seata

参考

http://seata.io/zh-cn/docs/overview/what-is-seata.html

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