Dubbo學習系列之十四（Seata分佈式事務方案AT模式）

時間 2019-11-09

標籤 dubbo 學習系列十四 seata 分佈式事務方案模式欄目 Dubbo 简体版

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一直說寫有關最新技術的文章，但前面彷佛都有點偏了，只能說算主流技術，今天這個主題，我以爲應該名副其實。分佈式微服務的深水區並非單個微服務的設計，而是服務間的數據一致性問題！解決了這個問題，纔算是把分佈式正式收編了！但分佈式事務解決方案並無統一的標準，只能說根據業務特色來適配，有實時的，非實時的，同步或異步的，以前已經實現了異步MQ的分佈式事務方案，今天來看看Seata方案，自19年初才推出，還幾易其名，目前還不算特別完善，但其光環太耀眼，做爲一名IT人，仍是有必要來瞧一瞧的。單說Seata，就有AT、TCC、Saga和XA模式，看來是盤大菜。java

**工具：**node

Idea201902/JDK11/Gradle5.6.2/Mysql8.0.11/Lombok0.26/Postman7.5.0/SpringBoot2.1.9/Nacos1.1.3/Seata0.8.1/SeataServer0.8.1/Dubbo2.7.3linux

**難度：**
新手--戰士--老兵--大師git

**目標：**github

1.多模塊微服務Dubbo框架整合Seata實現分佈式事務的AT模式spring

2.使用Seata實現訂單模塊與其餘模塊的關聯型事務的TCC模式
***sql

**步驟：**數據庫

**爲了更好的遇到各類問題，同時保持時效性，我儘可能使用最新的軟件版本。代碼地址：其中的day17，https://github.com/xiexiaobiao/dubbo-project.git**apache

文中圖片有些顯示不全，是圖片很大，我擔憂縮放會看不清，因此部分顯示不全的，能夠下載圖片再看。api

1.先照搬來點背景材料，分佈式事務典型場景以下圖，一個business主事務發起多個分支事務，並須要保證一致的commit或rollback：

Seata框架，有三個模塊，分別是

- TM-TransactionManager事務管理器：定義全局事務的範圍，開啓、提交或回滾全局事務；
- RM -ResourceManager資源管理器：管理分支事務的資源，註冊分支事務到TC，與TC通訊反饋分支事務狀態，驅動分支事務提交或回滾；
- TC-TransactionCoordinator事務協調器：維護全局和分支事務，驅動全局提交或回滾；

分佈式事務流程：

I. TM 請求TC 發起一個全局事務，同時TC生成一個 XID做爲全局事務ID.

II. XID將分發給事務調用鏈上的全部微服務.

III. RM響應全局事務XID向TC註冊本地分支事務.

IV. TM向TC發出提交或回滾全局事務XID的請求.

V. TC響應全局事務XID，驅動全部分支事務提交或回滾本地分支事務.

其中 TM 和 RM 是做爲 Seata 的客戶端與業務系統集成在一塊兒，TC 做爲 Seata 的服務端獨立部署。

再說seata的AT模式：AT 模式是一種無侵入的分佈式事務解決方案。在 AT 模式下，用戶只需關注本身的「業務 SQL」，用戶的「業務 SQL」做爲一階段，Seata 框架會自動生成事務的二階段提交和回滾操做。

- 在一階段，Seata 會攔截「業務 SQL」，首先解析 SQL 語義，找到「業務 SQL」要更新的業務數據，在業務數據被更新前，將其保存成「before image」，而後執行「業務 SQL」更新業務數據，在業務數據更新以後，再將其保存成「after image」，最後生成行鎖。以上操做所有在一個數據庫事務內完成，這樣保證了一階段操做的原子性。

- 二階段若是是提交的話，由於「業務 SQL」在一階段已經提交至數據庫，因此 Seata 框架只需將一階段保存的快照數據和行鎖刪掉，完成數據清理便可。

- 二階段若是是回滾的話，Seata 就須要回滾一階段已經執行的「業務 SQL」，還原業務數據。回滾方式即是用「before image」還原業務數據；但在還原前要首先要校驗髒寫，對比「數據庫當前業務數據」和「after image」，若是兩份數據徹底一致就說明沒有髒寫，能夠還原業務數據，若是不一致就說明有髒寫，出現髒寫就須要轉人工處理。

2.爲了單一化技術點，我直接新建一個gradle項目，以官方例子爲原型作抽取製做，模擬電商業務，總體架構爲多模塊微服務Dubbo框架，創建5個module，common爲公共模塊，account爲用戶帳戶處理，order爲訂單處理，storage爲庫存處理，business爲業務處理，總體的處理邏輯爲第一圖。

3.在build.gradle中引入依賴，強烈建議邊寫代碼邊逐步引入，好比使用到druid才加入druid的依賴，這樣才能知道每一個依賴的做用和用法。

4.建表，項目文件中已有SQL.script,幾個業務模塊的對應的表，比較簡單，略。重點關注下undo_log，此表爲MQ存儲事務執行先後的日誌表，爲**AT模式所必須**，用於事務提交和回滾，其中最關鍵字段即xid(全局事務ID)和branch_id(分支事務ID)。另外，我將各模塊DB獨立，是爲了模擬分佈式DB環境。

5.使用common模塊的mbg快速生成各模塊的Entity、Service、Impl、Mapper、Dao和Controller，可參考往期文章《》。注意每次生成時，需修改配置。

6.common模塊：放公共的對象，如全局Enum，Exception，Dto等，還有Dubbo的接口。

7.storage模塊：`com.biao.mall.storage.conf.SeataAutoConfig`進行Seata配置：

- 先經過SpringBoot自動取得DataSourceProperties，並獲取JDBC的鏈接信息；
- 注入Druid鏈接池對象，並對DruidDataSource作屬性設置，如線程池參數，超時參數等；
- 注入RM的DataSourceProxy代理，來代理DruidDataSource；
- 初始化Mybatis的SqlSessionFactory，這裏使用的是DataSourceProxy實參，並將Mapper文件加入，映射Entity和Table；
- 分支經過GlobalTransactionScanner來掃描XID，並註冊本地事務；

@Configuration
public class SeataAutoConfig {

    private DataSourceProperties dataSourceProperties;

    @Autowired
    public SeataAutoConfig(DataSourceProperties dataSourceProperties){
        this.dataSourceProperties = dataSourceProperties;
    }

    /**
     * init durid datasource
     * @Return: druidDataSource  datasource instance
     */
    @Bean
    @Primary
    public DruidDataSource druidDataSource(){
        DruidDataSource druidDataSource = new DruidDataSource();
        druidDataSource.setUrl(dataSourceProperties.getUrl());
        druidDataSource.setUsername(dataSourceProperties.getUsername());
        druidDataSource.setPassword(dataSourceProperties.getPassword());
        druidDataSource.setDriverClassName(dataSourceProperties.getDriverClassName());
        druidDataSource.setInitialSize(0);
        druidDataSource.setMaxActive(180);
        druidDataSource.setMaxWait(60000);
        druidDataSource.setMinIdle(0);
        druidDataSource.setValidationQuery("Select 1 from DUAL");
        druidDataSource.setTestOnBorrow(false);
        druidDataSource.setTestOnReturn(false);
        druidDataSource.setTestWhileIdle(true);
        druidDataSource.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(60000);
        druidDataSource.setMinEvictableIdleTimeMillis(25200000);
        druidDataSource.setRemoveAbandoned(true);
        druidDataSource.setRemoveAbandonedTimeout(1800);
        druidDataSource.setLogAbandoned(true);
        return druidDataSource;
    }

    /**
     * init datasource proxy
     * @Param: druidDataSource  datasource bean instance
     * @Return: DataSourceProxy  datasource proxy
     */
    @Bean
    public DataSourceProxy dataSourceProxy(DruidDataSource druidDataSource){
        return new DataSourceProxy(druidDataSource);
    }

    /**
     * init mybatis sqlSessionFactory
     * @Param: dataSourceProxy  datasource proxy
     * @Return: DataSourceProxy  datasource proxy
     */
    @Bean
    public SqlSessionFactory sqlSessionFactory(DataSourceProxy dataSourceProxy) throws Exception {
        SqlSessionFactoryBean factoryBean = new SqlSessionFactoryBean();
        factoryBean.setDataSource(dataSourceProxy);
        factoryBean.setMapperLocations(new PathMatchingResourcePatternResolver()
                .getResources("classpath:/mapper/*Mapper.xml"));
        factoryBean.setTransactionFactory(new JdbcTransactionFactory());
        return factoryBean.getObject();
    }

    /**
     * init global transaction scanner
     * @Return: GlobalTransactionScanner
     */
    @Bean
    public GlobalTransactionScanner globalTransactionScanner(){
        return new GlobalTransactionScanner("${spring.application.name}", "my_test_tx_group");
    }
}

com.biao.mall.storage.dubbo.StorageDubboServiceImpl：Dubbo微服務storage的具體實現，@Service註解爲com.apache.dubbo.config.annotation.Service，將該服務註冊到註冊中心，本項目註冊中心使用Nacos，不是ZK。

@Service(version = "1.0.0",protocol = "${dubbo.protocol.id}",
        application = "${dubbo.application.id}",registry = "${dubbo.registry.id}")
public class StorageDubboServiceImpl implements StorageDubboService {

    @Autowired
    private ProductService  productService;

    @Override
    public ObjectResponse decreaseStorage(CommodityDTO commodityDTO) {
        System.out.println("全局事務id ：" + RootContext.getXID());
        return productService.decreaseStorage(commodityDTO);
    }
}

另外注意， `com.biao.mall.storage.impl.ProductServiceImpl`中，這裏的本地方法，並不須要@Transactional註解。

8.account模塊和order模塊和storage模塊相似，只是order模塊中`com.biao.mall.order.impl.OrdersServiceImpl`多了一個經過@Reference調用account服務的註解，其餘，略。

9.business模塊：SeataAutoConfig中因無本地事務，只需一個GlobalTransactionScanner，BusinessServiceImpl中：

- 類註解@Service是Spring的註解;
- 經過@Reference從註冊中心獲取storage和order服務;
- handleBusiness方法上經過@GlobalTransactional發起全局事務，方法內就是具體使用storage和order服務;

@Service
public class BusinessServiceImpl implements BusinessService {

    @Reference(version = "1.0.0")
    private StorageDubboService storageDubboService;

    @Reference(version = "1.0.0")
    private OrderDubboService orderDubboService;

    private boolean flag;

    @Override
    @GlobalTransactional(timeoutMills = 30000,name = "dubbo-seata-at-springboot")
    public ObjectResponse handleBusiness(BusinessDTO businessDTO) {
        System.out.println("開始全局事務，XID = " + RootContext.getXID());
        ObjectResponse<Object> objectResponse = new ObjectResponse<>();
        //1,減庫存
        CommodityDTO commodityDTO = new CommodityDTO();
        commodityDTO.setCommodityCode(businessDTO.getCommodityCode());
        commodityDTO.setCount(businessDTO.getCount());
        ObjectResponse storageResponse = storageDubboService.decreaseStorage(commodityDTO);
        //2,建立訂單
        OrderDTO orderDTO = new OrderDTO();
        orderDTO.setUserId(businessDTO.getUserId());
        orderDTO.setCommodityCode(businessDTO.getCommodityCode());
        orderDTO.setOrderCount(businessDTO.getCount());
        orderDTO.setOrderAmount(businessDTO.getAmount());
        ObjectResponse<OrderDTO> response = orderDubboService.createOrder(orderDTO);

        //打開註釋測試事務發生異常後，全局回滾功能
//        if (!flag) {
//            throw new RuntimeException("測試拋異常後，分佈式事務回滾！");
//        }
        if (storageResponse.getStatus() != 200 || response.getStatus() != 200) {
            throw new DefaultException(RspStatusEnum.FAIL);
        }

        objectResponse.setStatus(RspStatusEnum.SUCCESS.getCode());
        objectResponse.setMessage(RspStatusEnum.SUCCESS.getMessage());
        objectResponse.setData(response.getData());
        return objectResponse;
    }
}

10.寫個BusinessController的方法，用於測試：

    @PostMapping("/buy")
    ObjectResponse handleBusiness(@RequestBody BusinessDTO businessDTO){
        LOGGER.info("請求參數：{}",businessDTO.toString());
        return businessService.handleBusiness(businessDTO);
    }

11.下載安裝TC ，即 Seata 的服務端，須要獨立部署運行，下載地址：https://github.com/seata/seata/releases，解壓，支持window和linux下直接啓動運行，以下linux命令，運行參數將指定port、host和imageFile的存儲方式：

sh seata-server.sh -p 8091 -h 127.0.0.1 -m file

12.測試，按順序啓動：Nacos-->SeataServer-->account-->order-->storage-->business ，啓動後的效果。

Nacos註冊的服務信息，注意Dubbo是區分provider和consumer的，這是不一樣於SpringCloud的地方，因此同一服務不一樣身份就有兩個了：

能夠看到各RM向TC註冊的信息：

Postman提交至Controller：

提交運行後，一階段更新DB，二階段只需釋放鎖：

數據庫狀況：

13.回滾測試：將`com.biao.mall.business.service.BusinessServiceImpl`中回滾測試代碼註釋去掉！手動拋出異常，再次Postman提交，可見：

- business先開啓了全局事務，並傳播了XID，二階段向TC提交rollback狀態；
- order中，能夠看到分支事務是一階段提交了，異常後，二階段根據XID作了rollback；
- order有SQL信息，是application.yml中設置了logging.level爲debug；

- 數據庫信息不變，貼圖，略；

14.測試undo_log表用途：
`com.biao.mall.business.service.BusinessServiceImpl`加個斷點：

其餘模塊正常啓動，postman提交：

看undo_log表，這裏只是個臨時的數據，二階段後會刪除：

***
覆盤記：

1.Seata只能支持RPC模式的事務，對MQ模式的分佈式事務不能實施，比較好的搭配是Dubbo+Seata。

2.啓動應用向SeataServer註冊，不必定能一次成功，有時要嘗試屢次，可見穩定性通常！

3.依賴衝突問題：報錯提示：`Class path contains multiple SLF4J bindings`，因其來自於如下兩個jar，
`logback-classic-1.2.3.jar!/org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class`
,`slf4j-nop-1.7.28.jar!/org/slf4j/impl/StaticLoggerBinder.class`
因爲logback是主流，不排除，直接去掉`slf4j-nop`依賴，問題解決！

4.報錯：`NoSuchMethodError:org.yaml.snakeyaml.nodes.ScalarNode.getScalarStyle`，**特別注意**這種狀況不少時候也是依賴衝突，而不是缺乏類，處理方法：

　　a.先百度，須要加入snakeyaml依賴，結果仍是報錯，

　　b.再先全局搜索，雙擊shift鍵，查找`ScalarNode`類，發現出如今兩個地方,估計衝突了，

　　c.在Idea中使用依賴分析命令，`order`爲module名，`snakeyaml`爲依賴名：

　　`gradle :order:dependencyInsight --dependency snakeyaml`

發現有多方引入的狀況，結果是dubbo自己也使用了snakeyaml，直接在dubbo依賴中使用exclude語法排除，問題解決！

5.報錯：`NoSuchBeanDefinitionException: No qualifying bean of type 'com.biao.mall.order.dao.OrdersDao' available`:
表面上看是Mapper類無Bean實例，肯定加了@Mapper和@Repository註解，仍是錯誤!想到既然是缺乏注入的Bean，多是缺乏mybatis-plus依賴致使，添加`mybatis-plus-boot-starter`，問題解決！

6.報錯：`io.seata.common.exception.NotSupportYetException: not support register type: null`，需添加 registry.conf 和 file.conf。

7.seata server安裝和啓動方法：
https://github.com/seata/seata/wiki/Quick-Start

8.報錯：`com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException: java.lang.ClassNotFoundException`，添加Nacos相關依賴 dubbo-registry-nacos/spring-context-support/nacos-api/nacos-client。

9.dubbo的service是明顯區分consumer和provider的，若是使用Nacos作註冊中心，能夠經過detail查看其服務角色，還有其提供的方法。

10.`com.biao.mall.storage.conf.SeataAutoConfig`中設置Mapper路徑，需使用`getResources("classpath:/mapper/*Mapper.xml"))`;不可以使用`getResources("${mybatis.mapper-locations}"))`配置方式，
會告警：`Property 'mapperLocations' was specified but matching resources are not found`,最後致使Mapper文件沒法加載，Dao方法讀取失敗，應用運行會異常，我估計是Bean加載順序問題，但沒有驗證，sorry。

11.本文參考文章地址：https://www.sofastack.tech/blog/seata-distributed-transaction-deep-dive/

***
推薦閱讀：

Dubbo學習系列之十三（Mycat數據庫代理）