分布式事务学习条记(五)微服务实现Seata TCC模式、TC服务器高可用异地容灾 ...

前言

分布式事务学习条记(一)分布式事务题目、CAP定理、BASE理论、Seata
分布式事务学习条记(二)Seata架构、TC服务器部署、微服务集成Seata
分布式事务学习条记(三)微服务实现Seata XA模式
分布式事务学习条记(四)微服务实现Stata AT模式、Stata Saga模式介绍
6 Seata TCC 模式

6.1 实现原理

TCC 模式是 Seata 支持的一种由业务方细粒度控制的侵入式分布式事务办理方案，其架构如下图：

TCC 模式包含两个阶段，分别是：

• 阶段一（Try）：资源检测与预留阶段
  
• 阶段二（Confirm）：预留资源确认阶段
  
• 阶段二（Cancel）：预留资源释放阶段
  

以一个扣减用户余额的业务为例。假设账户A原本的余额为100，现在需要扣减30。

• 阶段一（Try）：检查余额是否充足，如果充足则冻结金额增加30，可用余额扣减30，总数还是100。完成后事务直接提交，无需等候。
  

• 阶段二（Confirm）：如果是确认提交操作，则冻结金额扣减30，可用余额不变，此时就只剩下可用余额70。
  

• 阶段二（Cancel）：如果是回滚操作，则冻结金额扣减30，可用余额增加30，规复到初始状态。
  

6.2 优缺点

TCC的长处：

• 一阶段完成后直接提交事务，释放数据库资源，性能好
  
• 相比AT模型，无需天生快照，无需使用全局锁，性能更强
  
• 不依赖数据库事务，而是依赖业务补偿操作，可以用于非事务型数据库，且可以灵活选择业务资源的锁定粒度
  

TCC的缺点：

• 有代码侵入，需要人为编写try、Confirm和Cancel接口，实现复杂
  
• 有软状态，事务是最终一致
  
• 需要考虑Confirm和Cancel的失败环境，实现贫苦
  

6.3 空回滚和业务悬挂

6.3.1 空回滚

当某分支事务的Try阶段壅闭时，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就不能做回滚，就是空回滚。

因此，在执行Cancel操作时，应当判定Try是否已经执行，如果尚未执行，则应该空回滚。
6.3.2 业务悬挂

对于已经空回滚的业务，之前被壅闭的Try操作规复，继续执行Try，但已经永久不可能继续执行Confirm或Cancel操作，事务不停处于中心状态，这就是业务悬挂。
因此，在执行Try操作时，应当判定Cancel是否已经执行过了，如果已经执行，应当阻止空回滚后的Try操作，制止悬挂。
6.4 微服务实现TCC模式

6.4.1 思绪分析

要办理空回滚和业务悬挂题目，就必须要记录当前事务状态是在Try还是Cancel阶段。为此，可以在数据库定义一张表来记录：

1. CREATE TABLE `t_account_freeze` (
2. `xid` varchar(128) NOT NULL COMMENT '全局事务id',
3. `user_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '用户id',
4. `freeze_money` int(11) unsigned DEFAULT '0' COMMENT '冻结金额',
5. `state` int(1) DEFAULT NULL COMMENT '事务状态，0:try，1:confirm，2:cancel',
6. PRIMARY KEY (`xid`) USING BTREE
7. ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=COMPACT;

复制代码

业务逻辑分析如下：

• Try业务
  
  
  
  • 记录冻结金额和事务状态0到 t_account_freeze 表
    
  • 扣减 t_account 表可用余额
    
  
  
• Confirm业务
  
  
  
  • 根据xid删除 t_account_freeze 表的冻结记录
    
  
  
• Cancel业务
  
  
  
  • 修改 t_account_freeze 表冻结金额为0，state为2
    
  • 修改 t_account 表，规复可用金额
    
  
  
• 如何判定是否空回滚？
  
  
  
  • Cancel业务中，根据xid查询 t_account_freeze，如果为null则说明Try业务还没做，需要空回滚
    
  
  
• 如何制止业务悬挂？
  
  
  
  • Try业务中，根据xid查询 t_account_freeze，如果已经存在则证明Cancel业务已经执行，拒绝执行Try业务
    
  
  

6.4.2 声明TCC接口

在jd-account-service微服务的com.hsgx.account.service包下新建一个AccountTCCService接口：

1. @LocalTCC
2. public interface AccountTCCService {
4.     @TwoPhaseBusinessAction(name = "deduct", commitMethod = "confirm", rollbackMethod = "cancel")
5.     void deduct(@BusinessActionContextParameter(paramName = "userId") String userId,
6.                 @BusinessActionContextParameter(paramName = "money")int money);
8.     boolean confirm(BusinessActionContext ctx);
10.     boolean cancel(BusinessActionContext ctx);
12. }

复制代码

6.4.3 编写实现类

在jd-account-service微服务的com.hsgx.account.service.impl包下新建一个AccountTCCService接口的实现类：

1. @Slf4j
2. @Service
3. public class AccountTCCServiceImpl implements AccountTCCService {
5.     @Autowired
6.     private AccountMapper accountMapper;
7.     @Autowired
8.     private AccountFreezeMapper accountFreezeMapper;
10.     @Override
11.     @Transactional
12.     public void deduct(String userId, int money) {
13.         // 1.获取事务xid
14.         String xid = RootContext.getXID();
15.         // 2.扣减可用余额
16.         accountMapper.deduct(userId, money);
17.         // 3.记录冻结金额，事务状态
18.         AccountFreeze freeze = new AccountFreeze();
19.         freeze.setUserId(userId);
20.         freeze.setFreezeMoney(money);
21.         freeze.setState(0);
22.         freeze.setXid(xid);
23.         accountFreezeMapper.insert(freeze);
24.     }
26.     @Override
27.     public boolean confirm(BusinessActionContext ctx) {
28.         // 1.获取事务xid
29.         String xid = ctx.getXid();
30.         // 2.根据xid删除冻结记录
31.         int count = accountFreezeMapper.deleteById(xid);
32.         return count == 1;
33.     }
35.     @Override
36.     public boolean cancel(BusinessActionContext ctx) {
37.         // 1.查询冻结记录
38.         String xid = ctx.getXid();
39.         AccountFreeze freeze = accountFreezeMapper.selectById(xid);
40.         // 2.恢复可用余额
41.         accountMapper.refund(freeze.getUserId(), freeze.getFreezeMoney());
42.         // 3.将冻结金额清零，状态改为CANCEL
43.         freeze.setFreezeMoney(0);
44.         freeze.setState(2);
45.         int count = accountFreezeMapper.updateById(freeze);
46.         return count == 1;
47.     }
49. }

复制代码

6.4.4 Controller类调用TCC接口

修改AccountController类的deduct方法，改为调用刚刚新建的TCC接口：

1. @RestController
2. @RequestMapping("account")
3. public class AccountController {
5.     @Autowired
6.     private AccountService accountService;
7.     @Autowired
8.     private AccountTCCService accountTCCService;
10.     @PutMapping("/{userId}/{money}")
11.     public ResponseEntity<Void> deduct(@PathVariable("userId") String userId, @PathVariable("money") Integer money){
12.         // accountService.deduct(userId, money);
13.         accountTCCService.deduct(userId, money);
14.         return ResponseEntity.noContent().build();
15.     }
17. }

复制代码

6.4.5 修改设置文件application.yml

修改微服务下的设置文件application.yml，注释掉分布式事务的模式：

1. seata:
2.   # data-source-proxy-mode: AT

复制代码

6.4.6 重启微服务并测试

假设现在商品库存为10，用户余额为1000。用户使用300金额购买了6件商品：

库存和资金充足，下单成功。此时库存剩余4，余额为700。
此时用户使用300金额再次购买了6件商品，由于库存不敷，会下单失败：

检察jd-account-service微服务的日记，可以看到冻结金额被写入 t_account_freeze 表（Try阶段）：

随后，事务回滚，先查询 t_account_freeze 表，在规复余额：

由此可见，TCC模式的分布式事务生效了。
7 TC服务高可用

TC服务作为分布式事务的核心，肯定要保证其高可用，因此需要搭建TC服务集群。
7.1 高可用架构模型

搭建TC服务集群，只需要启动多个TC服务，注册到Nacos即可，相对简单。
同时还支持异地容灾，例如一个TC服务集群在上海，另一个TC服务集群在杭州，当其中一个集群故障时主动切换到别的一个集群。

如上图所示，微服务基于事务组（tx-service-group属性）与TC服务集群的映射关系，来查找当前应该使用哪个集群。
7.2 实现TC服务高可用

7.2.1 模仿异地容灾

筹划启动两台TC服务器：
节点名称IP地址端标语集群名称Seata1127.0.0.19091SHSeata2127.0.0.19092HZ 修改Seata服务的设置文件，启动9091服务：

将Seata服务目次服务一份，修改设置文件，启动9092服务：

此时可以在Nacos控制台看到这两个节点的服务：

进入“详情”可以看到它们分属两个集群：

7.2.2 将事务组映射设置到Nacos

新建一个设置，将tx-service-group与cluster的映射关系设置到Nacos设置中心：

设置的内容如下：

1. # 事务组映射关系
2. service.vgroupMapping.default_tx_group=SH
4. service.enableDegrade=false
5. service.disableGlobalTransaction=false
6. # 与TC服务的通信配置
7. transport.type=TCP
8. transport.server=NIO
9. transport.heartbeat=true
10. transport.enableClientBatchSendRequest=false
11. transport.threadFactory.bossThreadPrefix=NettyBoss
12. transport.threadFactory.workerThreadPrefix=NettyServerNIOWorker
13. transport.threadFactory.serverExecutorThreadPrefix=NettyServerBizHandler
14. transport.threadFactory.shareBossWorker=false
15. transport.threadFactory.clientSelectorThreadPrefix=NettyClientSelector
16. transport.threadFactory.clientSelectorThreadSize=1
17. transport.threadFactory.clientWorkerThreadPrefix=NettyClientWorkerThread
18. transport.threadFactory.bossThreadSize=1
19. transport.threadFactory.workerThreadSize=default
20. transport.shutdown.wait=3
21. # RM配置
22. client.rm.asyncCommitBufferLimit=10000
23. client.rm.lock.retryInterval=10
24. client.rm.lock.retryTimes=30
25. client.rm.lock.retryPolicyBranchRollbackOnConflict=true
26. client.rm.reportRetryCount=5
27. client.rm.tableMetaCheckEnable=false
28. client.rm.tableMetaCheckerInterval=60000
29. client.rm.sqlParserType=druid
30. client.rm.reportSuccessEnable=false
31. client.rm.sagaBranchRegisterEnable=false
32. # TM配置
33. client.tm.commitRetryCount=5
34. client.tm.rollbackRetryCount=5
35. client.tm.defaultGlobalTransactionTimeout=60000
36. client.tm.degradeCheck=false
37. client.tm.degradeCheckAllowTimes=10
38. client.tm.degradeCheckPeriod=2000
39. # undo日志配置
40. client.undo.dataValidation=true
41. client.undo.logSerialization=jackson
42. client.undo.onlyCareUpdateColumns=true
43. client.undo.logTable=undo_log
44. client.undo.compress.enable=true
45. client.undo.compress.type=zip
46. client.undo.compress.threshold=64k
47. client.log.exceptionRate=100

复制代码

7.2.3 微服务读取Nacos设置

修改每一个微服务的application.yml文件，让微服务读取Nacos中的client.properties文件：

1. seata:
2.   config:
3.     type: nacos
4.     nacos:
5.       server-addr: 127.0.0.1:8848
6.       username:
7.       password:
8.       group: DEFAULT_GROUP
9.       data-id: client.properties
10.   tx-service-group: default_tx_group # 事务组名称

复制代码

从启动日记可以看到此时毗连的TC服务端口是9091，集群是SH：

如果此时上海节点故障了，只需要在Nacos设置中心修改设置：

修改后，微服务主动切换到9092端口：

可见，TC服务集群的高可用已生效。
…
本节完，更多内容请查阅分类专栏：微服务学习条记
感爱好的读者还可以查阅我的别的几个专栏：

• SpringBoot源码解读与原理分析
  
• MyBatis3源码深度解析
  
• Redis从入门到醒目
  
• MyBatisPlus详解
  
• SpringCloud学习条记
  

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