一、業務背景

在分布式架構中，事務管理是個無法避開的復雜問題，雖然有多種解決方案，但是需要根據業務去選擇合適的；

從個人最近幾年的實踐經驗來看，Seata組件的AT模式比較常用，本文從實際的案例出發，來深入分析該模式的原理；

首先創建一個全局事務管理的接口，這里是在Facade服務中開啟全局事務；

請求經過三個微服務，并且各個服務都進行數據源的操作，然后模擬鏈路成功和異常的情況，來分析不同狀態的邏輯實現；

二、Seata架構

1、核心組件

三大組件

• TC：事務協調者

即Transaction Coordinator，維護全局和分支事務的狀態，驅動全局事務提交或回滾。

• TM：事務管理器

即Transaction Manager，定義全局事務的范圍，開始事務、提交事務，回滾事務。

• RM：資源管理器

即Resource Manager，管理分支事務處理的資源，向TC注冊分支事務，報告分支事務的狀態，驅動分支事務提交或回滾。

基礎交互

TC是需要獨立部署的服務，TM和RM是集成在服務中，三大組件相互協作，共同完成分布事務的管理；

2、AT模式

事務模型

AT是Seata默認的模式，需要基于支持本地ACID事務的關系型數據庫；Java應用，通過JDBC訪問數據庫；基于案例流程，先分析AT的事務模型；

2.1 TM負責定義全局事務的邊界，向TC申請，開啟一個全局事務；

2.2 全局事務創建成功后，生成全局唯一的XID；

2.3 XID會在微服務請求鏈路上下文中傳播；

2.4 RM向TC注冊分支事務，并歸屬到XID對應的全局事務進行調度；

2.5 TM向TC發起相應XID的全局事務提交或回滾決議；

2.6 TC完成對XID管理的全部分支事務提交或回滾的調度；

核心機制

執行階段：每個微服務的請求完成后，基于本地數據庫的事務能力，保證業務數據和回滾日志在同一個本地事務中提交，快速釋放連接和對資源的鎖定；

完成階段：全局提交時分支事務已經完成提交，會清理回滾日志，快速結束流程；全局回滾基于XID和BranchID查詢回滾日志，完成數據回滾；

數據源代理

在AT模式中，應用需要使用Seata組件中的JDBC代理數據源DataSourceProxy，實現對真正目標數據源的代理訪問；

三、案例分析

1、流程分析

案例的簡單描述

在案例中涉及三個服務，Facade服務開啟全局事務，然后分別請求Account和Quartz服務的更新接口，通過Quartz接口是否拋異常來調試AT模式的原理；

從實際的請求執行來說，絕大多數的請求都是可以執行成功的，而AT模式的異步化提交極大限度的顧及全局事務的效率問題，少數失敗的情況也可以通過回滾日志進行反向補償；

2、寫隔離

上述流程分析AT模式的原子性，即多個分支事務要么都成功要么都失敗，接下來分析多個事務中的全局鎖隔離機制，先看寫隔離，假設TX1先開始；

TX1邏輯

• TX1開始本地事務，拿到本地鎖，然后執行更新操作；
• TX1本地事務提交前，需要先獲取全局鎖，否則無法提交；
• TX1獲取全局鎖并提交，釋放本地鎖，但未釋放全局鎖；

TX2邏輯

• TX2此時開始本地事務，拿到本地鎖；
• TX2執行本地事務提交前，嘗試獲取全局鎖；
• 由于全局鎖被TX1持有，TX2會重試等待全局鎖；

假設TX1全局提交

• TX1如果全局事務提交，會釋放全局鎖；
• TX2獲取全局鎖成功，執行本地事務提交；

假設TX1全局回滾

• TX1如果全局事務回滾，要重新獲取數據的本地鎖，進行回滾的補償動作；
• TX2如果仍在等待全局鎖，并且還持有本地鎖，TX1事務回滾失敗，會不斷的重試；
• 當TX2等待全局鎖超時，會放棄全局鎖并回滾本地事務，釋放本地鎖；
• TX1最終獲取數據的本地鎖，完成回滾動作；

在該過程中，TX1在結束前一直持有全局鎖，TX2獲取不到全局鎖無法對相同的數據執行更新動作，所以避免了臟寫的問題；

3、讀隔離

在數據庫本地隔離級別為讀已提交或以上的基礎上，Seata的AT模式默認全局隔離級別是讀未提交；如果需要全局的讀已提交，可以通過??SELECT FOR UPDATE??語句的代理；

該語句的執行也需要獲取全局鎖，如果全局鎖被TX1持有，TX2會釋放本地鎖，查詢會被阻塞并進行重試，拿到全局鎖讀取成功后返回；

四、對比XA模式

XA是一個分布式事務分段提交協議；事務管理器即TM：作為全局事務的調度者，負責整個事務中本地資源的提交和回滾；本地資源管理器即RM：大部分關系型數據庫都實現了XA接口；

TM先向所有的參與事務的RM發送確認請求，根據確認的結果，判斷是調用RM的commit提交還是rollback回滾；

XA具有強一致性，在2段提交的過程中，會持有資源的鎖，如果是在交易下單等復雜鏈路中，并且并發量很高，會存在長事務風險，XA無法滿足該類高并發的場景；

而在Seata的AT模式中，在服務執行完成后，直接進行RM提交和資源釋放，提供了對CAP理論相對平衡的解決方案，并且沒有侵入業務工程；

五、參考源碼

應用倉庫： https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent

組件封裝： https://gitee.com/cicadasmile/butte-frame-parent