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Seata四大模式之AT模式详解及代码实现
1、实现机制
1.1 提交阶段
AT模式是Seata的默认模式，满足两阶段提交协议：
- 一阶段：业务数据和回滚日志记录在同一个本地事务中提交，释放本地锁和连接资源。
- 二阶段：
- 提交异步化，非常快速地完成。
- 回滚通过一阶段的回滚日志进行反向补偿。
1.2 实现逻辑
一阶段：
1、解析 SQL，获取执行的SQL语句的信息；
2、根据解析得到的条件信息，执行查询语句，获取数据，生成前镜像；
3、执行SQL语句，并且根据前镜像中的主键查询数据，生成后镜像；
4、把前后镜像数据以及业务 SQL 相关的信息组成一条回滚日志记录，插入到 UNDO_LOG 表中；
5、在提交事务前，向 TC 注册分支事务,并且根据主键值获取全局锁；
6、提交本地事务，包含业务SQL、UNDO_LOG日志生成SQL；
7、将本地事务提交的结果上报给 TC。
说明：前后镜像实质是一个json串，记录了sql语句中的字段信息，比如："beforeImage": { "rows": [{ "fields": [{ "name": "id", "type": 4, "value": 1 }] }], "tableName": "product" }- 1
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二阶-事务提交
1、分支收到 TC 的事务提交请求，上报提交成功，并且异步的删除全局锁和 UNDO LOG 记录；二阶-事务回滚
1、通过 XID 和 Branch ID 查找到相应的 UNDO LOG 记录；
2、将UNDO LOG 中的后镜与当前数据进行比较，验证数据是否有被第三方篡改；
3、根据 UNDO LOG 中的前镜像和业务 SQL 的相关信息生成并执行回滚语句；
4、提交本地事务，将分支事务回滚的结果上报给 TC；1.3 优缺点
- 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。
- 缺点：
- 两阶段之间属于软状态，无法保证数据强一致性，只能是数据最终一致性。
- 需要额外维护
undo_log表。
2、读写隔离
2.1 写隔离
在一阶段本地事务提交前，确保要先获取全局锁 ，如果没有获取到全局锁就不能进行事务提交，如果尝试获取全局锁超时，那么回滚本地事务并且释放本地锁；逻辑如下：
正常提交： tx1先开启本地事务，执行更新操作，获取
全局锁并且进行事务提交，二阶段tx1全局提交，释放全局锁，其他事务拿到·全局锁·提交本地事务。在tx1 事务提交前，全局锁被 tx1 持有，其他事务需要重试等待获取全局锁。
事务回滚： tx1先开启本地事务，执行更新操作，获取
全局锁并且进行事务提交，二阶段tx1全局回滚，tx1重新获取该数据的本地锁，实现分支的回滚。在tx1进行回滚时，其他分支事务一直在等待获取全局锁，tx1需要一直重试事务回滚，直到其他事务获取全局锁超时，并且在整个回滚过程中全局锁一直被 tx1所持有的，所以不会发生脏写的情况；
2.2 读隔离
Seata-AT 模式的
默认全局隔离级别是读未提交；目前 Seata 的方式是通过SELECT FOR UPDATE语句的代理实现读已提交；SELECT FOR UPDATE语句的执行会申请全局锁，如果全局锁被其他事务持有，则释放本地锁（回滚 SELECT FOR UPDATE 语句的本地执行）并重试。这个过程中，查询语句一直被锁值，直到获取全局锁，此时读取的相关数据是已提交的即读已提交。
3、代码实现
创建两个SpringBoot工程，分别为
storage-service与order-service，模拟从在order-service服务中新增订单，然后调用storage-service服务新增库存扣减记录；核心代码如下，完整代码参考文末github地址：3.1 建表语句
-- 数据库名称： seata-at-demo.sql -- 订单表 CREATE TABLE `tb_order` ( `id` int(11) NOT NULL COMMENT '主键', `count` int(11) NULL DEFAULT 0 COMMENT '下单数量', `money` int(11) NULL DEFAULT 0 COMMENT '金额', PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = COMPACT; -- 库存表 CREATE TABLE `tb_storage` ( `id` int(11) NOT NULL COMMENT '主键', `order_id` int(11) NOT NULL COMMENT '订单ID', `count` int(11) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '库存', PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 2 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = COMPACT; -- undo_log表 CREATE TABLE `undo_log` ( `branch_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT 'branch transaction id', `xid` varchar(100) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT 'global transaction id', `context` varchar(128) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization', `rollback_info` longblob NOT NULL COMMENT 'rollback info', `log_status` int(11) NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status', `log_created` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'create datetime', `log_modified` datetime(6) NOT NULL COMMENT 'modify datetime', UNIQUE INDEX `ux_undo_log`(`xid`, `branch_id`) USING BTREE ) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci COMMENT = 'AT transaction mode undo table' ROW_FORMAT = Compact;- 1
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3.2 order-service服务
3.2.1 yaml配置
server: port: 8082 spring: application: name: order-service datasource: driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3307/seata-at-demo?useUnicode=true&useSSL=false&zeroDateTimeBehavior=convertToNull&characterEncoding=UTF-8&allowMultiQueries=true&serverTimezone=Asia/Shanghai username: root password: lhzlx cloud: nacos: discovery: server-addr: 127.0.0.1:8848 namespace: 64ed9ca7-d705-4655-b4e4-f824e420a12a group: test seata: enabled: true application-id: ${spring.application.name} # 事务组的名称，对应service.vgroupMapping.default_tx_group=xxx中配置的default_tx_group tx-service-group: default_tx_group # 配置事务组与集群的对应关系 service: vgroup-mapping: # default_tx_group为事务组的名称，default为集群名称 default_tx_group: default disable-global-transaction: false registry: type: nacos nacos: application: seata-server server-addr: 127.0.0.1:8848 group: SEATA_GROUP namespace: 64ed9ca7-d705-4655-b4e4-f824e420a12a username: nacos password: nacos cluster: default config: type: nacos nacos: server-addr: 162.14.115.18:8848 group: SEATA_GROUP namespace: 64ed9ca7-d705-4655-b4e4-f824e420a12a username: nacos password: nacos data-id: seataServer.properties- 1
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3.2.2 Service
上游服务通过
@GlobalTransactional注解开启全局事务，使用storageClient进行feign调用@Slf4j @Service public class OrderServiceImpl implements OrderService { @Resource private StorageClient storageClient; @Resource private OrderMapper orderMapper; /** * 创建订单 * * @param order * @return */ @Override @GlobalTransactional public Long create(Order order) { // 创建订单 long id = new Random().nextInt(999999999); order.setId(id); orderMapper.insert(order); try { // 记录库存信息 storageClient.deduct(order.getId(), order.getCount()); // 模拟异常 // int a = 1 / 0; } catch (FeignException e) { log.error("下单失败，原因:{}", e.contentUTF8(), e); throw new RuntimeException(e.contentUTF8(), e); } return order.getId(); } }- 1
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3.2.3 StorageClient
@FeignClient("storage-service") public interface StorageClient { /** * 扣减库存 * * @param orderId * @param count */ @PostMapping("/storage") void deduct(@RequestParam("orderId") Long orderId, @RequestParam("count") Integer count); }- 1
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3.3 storage-service服务
3.3.1 yaml配置
server: port: 8081 spring: application: name: storage-service datasource: driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3307/seata-at-demo?useUnicode=true&useSSL=false&zeroDateTimeBehavior=convertToNull&characterEncoding=UTF-8&allowMultiQueries=true&serverTimezone=Asia/Shanghai username: root password: lhzlx cloud: nacos: discovery: server-addr: 127.0.0.1:8848 namespace: 64ed9ca7-d705-4655-b4e4-f824e420a12a group: test # 在dev环境进行debug时，可以将时间设置长一些 #heart-beat-interval: 1000 #心跳间隔。单位为毫秒,默认5*1000 heart-beat-timeout: 300000 #心跳暂停,收不到心跳，会将实例设为不健康。单位为毫秒,默认15*1000 ip-delete-timeout: 4000000 #Ip删除超时,收不到心跳，会将实例删除。单位为毫秒,默认30*1000 seata: enabled: true application-id: ${spring.application.name} # 事务组的名称，对应service.vgroupMapping.default_tx_group=xxx中配置的default_tx_group tx-service-group: default_tx_group # 配置事务组与集群的对应关系 service: vgroup-mapping: # default_tx_group为事务组的名称，default为集群名称 default_tx_group: default disable-global-transaction: false registry: type: nacos nacos: application: seata-server server-addr: 162.14.115.18:8848 group: SEATA_GROUP namespace: 64ed9ca7-d705-4655-b4e4-f824e420a12a username: nacos password: nacos cluster: default config: type: nacos nacos: server-addr: 162.14.115.18:8848 group: SEATA_GROUP namespace: 64ed9ca7-d705-4655-b4e4-f824e420a12a username: nacos password: nacos data-id: seataServer.properties- 1
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3.3.2 StorageService
@Slf4j @Service public class StorageServiceImpl implements StorageService { @Resource private StorageMapper storageMapper; /** * 扣除存储数量 * * @param orderId * @param count */ @Override public void deduct(Long orderId, int count) { log.info("开始记录库存信息"); try { long id = new Random().nextInt(999999999); Storage storage = new Storage(); storage.setId(id); storage.setOrderId(orderId); storage.setCount(count); storageMapper.insert(storage); // 模拟异常 // int a = 1 / 0; } catch (Exception e) { throw new RuntimeException("扣减库存失败，可能是库存不足！", e); } log.info("库存信息记录成功"); } }- 1
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4 测试
测试时没有做截图进行演示，只说明了结果，可以运行代码设置异常进行验证4.1 下游服务异常
在
order-service服务中正常，在storage-service服务的service中抛出异常，观察数据是否成功回滚；如果tb_order与tb_storage都不存在数据，则表示全局事务成功；4.2 上游服务异常
order-service服务在执行storageClient.deduct()方法后抛出异常，在storage-service服务中正常，观察数据是否成功回滚；如果tb_order与tb_storage都不存在数据，则表示全局事务成功；4.3 数据最终一致性验证
我们可以在上游服务执行完orderMapper.insert(order);``后马上进入断点，测试去观察数据库会发现
tb_order中存在数据，再放行断点使程序执行异常，再次观察数据库会发现tb_order中的数据已经被删除了；5、源码地址
Seata值AT模式代码实现：《seata-at-demo》
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