分布式事务—> seata

2024-05-04 18:52
文章标签 分布式 事务 seata

本文主要是介绍分布式事务—> seata,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

分布式事务之Seata

一、什么是分布式事务?

分布式事务是一种特殊类型的事务,它涉及多个分布式系统中的节点,包括事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器。

在分布式事务中,一次大型操作通常由多个小操作组成,这些小操作分布在不同的服务器上,并且属于不同的应用。分布式事务的关键在于确保这些小操作要么全部成功,要么全部失败,以保持数据的一致性。这种事务模型主要用于确保不同数据库或系统之间的数据一致性。

分布式事务管理通常面临一些独特的挑战,例如确保所有参与系统的事务日志之间的一致性,以及处理网络延迟或断连的情况。实现分布式事务通常需要复杂的协调机制,以确保在发生故障时仍能维护数据的完整性

二、那么为什么要使用分布式事务呢?

由于近十年互联网的发展非常迅速,很多网站的访问量越来越大,集中式环境已经不能满足业务的需要了,只能按照业务为单位进行数据拆分(包含:垂直拆分与水平拆分),以及按照业务为单位提供服务,从早期的集中式转变为面向服务加构的分布式应用环境。
举一个经典的例子,阿里的淘宝网站随着访问量越来越大,只能按照商品、订单、用户、店铺等业务为单位进行数据库拆分,以及按照业务为单位提供服务接口。这个时候,为了完成一个简单的业务功能,比如:购买商品后扣款,有可能需要横跨多个服务,涉及用户订单、商品库存、支付等多个数据库,而这些操作又需要再同一个事务中完成,这就涉及到了分布式事务。
本质上来说,分布式事务就是为了保证不同资源服务器的数据一致性

三、事务的ACID原则

所有的事务必须满足ACID原则

四、分布式的一致性理论


最早加州大学伯克利分校Eric Brewer教授提出一个分布式系统特性的CAP理论。


1、CAP理论的不可能三角

  1. 一致性(Consistency)
  2. 可用性(Availability)
  3. 分区容错性(Partition tolerance)

在分布式系统中,是不存在同时满足一致性Consistency、可用性Availability和分区容错性Partition Tolerance三者的。

一句话总结:一致性、可用性和分区容错再分布式事务中不可兼得。再绝大多数的场景,都需要牺牲强一致性来换取系统的高可用性,系统往往只需要保证最终一致性。
这也是后来发展出来的BASE理论的基础

2、BASE理论

  1. Basically Available(基本可用)
  2. Soft State(柔软状态)
  3. Eventually consistent(最终一致性)

BASE是对CAP中一致性和可用性权衡的结果,其来源于对大规模互联网系统分布式实践的结论,是基于CAP定理逐步演化而来的,其核心思想是即使无法做到强一致性(Strong consistency)
,但每个应用都可以根据自身的业务特点,采用适当的方式来使系统达到最终一致性(Eventual consistency)

五、Seata架构

Seata事务管理中有三个重要的角色:

TC(Transaction Coordinator)-事务协调者:维护全局和分支事务的状态,协调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。

Seata提供了四种不同的分布式事务解决方案

  • XA模式:强一致性分阶段事务模式,牺牲了一定的可用性,无业务侵入
  • TCC模式:最终一致的分阶段事务模式,有业务侵入
  • AT模式:最终一致的分阶段事岛模式,无业务侵入,也是Seata的默认模式
  • SAGA模式:长事务模式,有业务侵入

5.1、XA模式原理

XA规范 是X/0pen 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。

分为两个阶段:

第一阶段:

   

第二阶段:

  

seata的XA模式做了一些调整,但大体相似:    

RM一阶段的工作:

  1. 注册分支事务到TC
  2. 执行分支业务sql但不提交
  3. 报告执行状态到TC

TC二阶段的工作:

TC检测各分支事务执行状态

  • 如果都成功,通知所有RM提交事务
  • 如果有失败,通知所有RM回滚事务

RM二阶段的工作:

  • 接收TC指令,提交或回滚事务

XA模式的优势:

事务具备强一致性(满足ACID原则)、比较容易实现分布式事务的效果,常用的数据库都支持,无代码侵入

缺点:

因为一阶段需要锁定数据库资源,要等到二阶段结束才能释放,容易造成资源的浪费,性能较差,需要依赖关系型数据库实现事务

5.2、AT模式原理

AT模式同样是分阶段提交的事务模型,不过却弥补了XA模式中资源锁定周期过长的缺陷。

阶段一RM的工作:

  1. 注册分支事务
  2. 记录undo-log(数据快照)
  3. 执行业务sql并提交
  4. 报告事务状态

阶段二提交时RM的工作:

  • 删除undo-log即可

阶段二回滚时RM的工作:

  • 根据undo-log恢复数据到更新前

下面这张图片更利于理解

                       

那么AT模式与XA模式最大的区别是什么?

  • XA模式一阶段不提交事务,锁定资源;AT模式一阶段直接提交,不锁定资源。
  • XA模式依赖数据库机制实现回滚;AT模式利用数据快照实现数据回滚。
  • XA模式强一致;AT模式最终一致

AT模式会有问题——>脏写| 使用全局锁的方式解决(AT模式的写隔离)。全局锁:由TC记录当前正在操作的某行数据的事务,该事务持有全局锁,具备执行权

  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

5.3、TCC模式原理

TCC模式与AT模式非常相似,每阶段都是独立事务,不同的是TCC通过人工编码来实现数据恢复。需要实现三个方法。

  • Try:资源的检测和预留。
  • Confirm:完成资源操作业务:要求Try成功 Confirm 一定要能成功。
  • Cancel:预留资源释放,可以理解为try的反向操作。

举例:一个扣减用户余额的业务。假设账户A原来余额是100,需要余额扣减30元。

阶段一(Try):检查余额是否充足,如果充足则冻结金额增加30元,可用余额扣除30

阶段二(Confirm):假如要提交(Confirm),则冻结金额扣减30

阶段二(Cancel):如果要回滚(Cancel),则冻结金额扣减30,可用金额增加30

整体工作模型:

5.3.1、TCC模式的每个阶段是做什么的?
  • Try:资源检查和预留
  • Confirm:业务执行和提交
  • Cancel:预留资源的释放
5.3.2、TCC的优点是什么?
  • 一阶段完成直接提交事务,释放数据库资源,性能好
  • 相比AT模型,无需生成快照,无需使用全局锁,性能最强
  • 不依赖数据库事务,而是依赖补偿操作,可以用于非事务型数据库
5.3.3、TCC的缺点是什么?
  • 有代码侵入,需要人为编写try、Confirm和Cancel接口,太麻烦
  • 软状态,事务是最终一致
  • 需要考虑Confirm和Cancel的失败情况,做好幂等处理

TCC模式会出现的问题:空回滚和业务悬挂

空回滚:

当某分支事务的try阶段阻塞时,可能导致全局事务超时而触发二阶段的cancel操作。在未执行try操作时先执行了cancel操作,这时cancel不能做回滚,这就是空回滚

业务悬挂:

对于已经空回滚的业务,如果以后继续执行try,就永远不可能confirm或cancel,这就是业务悬挂。应当阻止执行空回滚后的try操作,避免悬挂

为了实现空回滚、防止业务悬挂,以及幂等性的要求。我们必须在数据库记录冻结金额的同时,记录当前事务id和执行状态,为此我们设计了一张表:

业务分析:

                                      

5.4、Saga模式

Saga模式是Seata提供的长事务解决方案。也分为两个阶段:

  • 一阶段:直接提交本地事务
  • 二阶段:成功则什么都不做;失败则通过编写补偿业务来回滚

Saga模式优点:

  • 事务参与者可以基于事件驱动实现异步调用,吞吐高
  • 一阶段直接提交事务,无锁,性能好
  • 不用编写TCC中的三个阶段,实现简单

缺点:

  • 软状态持续时间不确定,时效性差
  • 没有锁,没有事务隔离,会有脏写

Saga模式的使用是较少的,适合使用业务跨度比较大的场景,如:跨银行的一些业务调用、转账等,业务比较复杂的场景,大多数情况下使用不到的。

六、四种模式对比:

到这里就结束啦,希望小伙伴看完之后对分布式事务Seata能有一个更深次的理解!

这篇关于分布式事务—> seata的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/959876

相关文章

集中式版本控制与分布式版本控制——Git 学习笔记01

什么是版本控制 如果你用 Microsoft Word 写过东西,那你八成会有这样的经历: 想删除一段文字,又怕将来这段文字有用,怎么办呢?有一个办法,先把当前文件“另存为”一个文件,然后继续改,改到某个程度,再“另存为”一个文件。就这样改着、存着……最后你的 Word 文档变成了这样: 过了几天,你想找回被删除的文字,但是已经记不清保存在哪个文件了,只能挨个去找。真麻烦,眼睛都花了。看

MySql 事务练习

事务(transaction) -- 事务 transaction-- 事务是一组操作的集合,是一个不可分割的工作单位,事务会将所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销请求-- 事务的操作要么同时成功,要么同时失败-- MySql的事务默认是自动提交的,当执行一个DML语句,MySql会立即自动隐式提交事务-- 常见案例:银行转账-- 逻辑:A给B转账1000:1.查询

开源分布式数据库中间件

转自:https://www.csdn.net/article/2015-07-16/2825228 MyCat:开源分布式数据库中间件 为什么需要MyCat? 虽然云计算时代,传统数据库存在着先天性的弊端,但是NoSQL数据库又无法将其替代。如果传统数据易于扩展,可切分,就可以避免单机(单库)的性能缺陷。 MyCat的目标就是:低成本地将现有的单机数据库和应用平滑迁移到“云”端

Lua 脚本在 Redis 中执行时的原子性以及与redis的事务的区别

在 Redis 中,Lua 脚本具有原子性是因为 Redis 保证在执行脚本时,脚本中的所有操作都会被当作一个不可分割的整体。具体来说,Redis 使用单线程的执行模型来处理命令,因此当 Lua 脚本在 Redis 中执行时,不会有其他命令打断脚本的执行过程。脚本中的所有操作都将连续执行,直到脚本执行完成后,Redis 才会继续处理其他客户端的请求。 Lua 脚本在 Redis 中原子性的原因

laravel框架实现redis分布式集群原理

在app/config/database.php中配置如下: 'redis' => array('cluster' => true,'default' => array('host' => '172.21.107.247','port' => 6379,),'redis1' => array('host' => '172.21.107.248','port' => 6379,),) 其中cl

基于MySQL实现的分布式锁

概述 在单机时代,虽然不需要分布式锁,但也面临过类似的问题,只不过在单机的情况下,如果有多个线程要同时访问某个共享资源的时候,我们可以采用线程间加锁的机制,即当某个线程获取到这个资源后,就立即对这个资源进行加锁,当使用完资源之后,再解锁,其它线程就可以接着使用了。例如,在JAVA中,甚至专门提供了一些处理锁机制的一些API(synchronize/Lock等)。 但是到了分布式系统的时代,这种

Kafka 分布式消息系统详细介绍

Kafka 分布式消息系统 一、Kafka 概述1.1 Kafka 定义1.2 Kafka 设计目标1.3 Kafka 特点 二、Kafka 架构设计2.1 基本架构2.2 Topic 和 Partition2.3 消费者和消费者组2.4 Replica 副本 三、Kafka 分布式集群搭建3.1 下载解压3.1.1 上传解压 3.2 修改 Kafka 配置文件3.2.1 修改zookeep

spring事务属性的xml格式配置

实际是使用代理做的事务优化 <!--配置事务的属性--><tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="transactionManager"> <tx:attributes> <!--匹配所有以add开头的方法--><tx:method name="add*" propagation="REQUIRED" /> <tx:metho

Spring Cloud整合Seata实现分布式事务

文章目录 1.Seata1.1 官网1.2 下载1.3 通过安装包运行seata1.3.1 解压seata-server-1.3.0.zip1.3.2 修改 conf/file.conf 配置文件1.3.3 修改conf/registry.conf配置文件1.3.4 添加seata配置信息到nacos1.3.5 配置seata服务端数据库表结构1.3.6 启动seata 2.Spring

ELK+Spring Cloud搭建分布式日志中心

ELK+Spring Cloud搭建分布式日志中心 1.ELK简介2.资源包下载3.Elasticsearch安装3.1 解压Elasticsearch3.2 修改Elasticsearch的配置文件3.3 修改系统配置3.4 启动Elasticsearch 4.ElasticSearch-head插件安装5.Logstash安装6.Kibana安装7.SpringCloud集成logsta