seat TCC 实战（图解_秒懂

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参考链接
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https://www.processon.com/view/link/60fb9421637689719d246739

秒杀系统的架构

https://www.processon.com/view/link/61148c2b1e08536191d8f92f

Seata TCC基本原理

AT模式的依赖的还是依赖单个服务或单个数据源自己的事务控制(分支事务)，采用的是wal的思想，提交事务的时候同时记录undolog，如果全局事务成功，则删除undolog，如果失败，则使用undolog的数据回滚分支事务，最后删除undolog。

Seata TCC模式的流程图

TCC模式的特点是不再依赖于undolog，但是还是采用2阶段提交的方式：

第一阶段使用prepare尝试事务提交，第二阶段使用commit或者rollback让事务提交或者回滚。

引用网上一张TCC原理的参考图片

Seata TCC 事务的3个操作

TCC 将事务提交分为 Try - Confirm - Cancel 3个操作。

其和两阶段提交有点类似，Try为第一阶段，Confirm - Cancel为第二阶段，是一种应用层面侵入业务的两阶段提交。

操作方法	含义
Try	预留业务资源/数据效验
Confirm	确认执行业务操作，实际提交数据，不做任何业务检查，try成功，confirm必定成功，需保证幂等
Cancel	取消执行业务操作，实际回滚数据，需保证幂等

其核心在于将业务分为两个操作步骤完成。不依赖 RM 对分布式事务的支持，而是通过对业务逻辑的分解来实现分布式事务。

下面还以银行转账例子来说明

假设用户user表中有两个字段：可用余额(available_money)、冻结余额(frozen_money)

A扣钱对应服务A(ServiceA)
B加钱对应服务B(ServiceB)
转账订单服务(OrderService)
业务转账方法服务(BusinessService)

ServiceA，ServiceB，OrderService都需分别实现try()，confirm()，cancle()方法，方法对应业务逻辑如下

	ServiceA	ServiceB	OrderService
try()	校验余额(并发控制) 冻结余额+1000 余额-1000	冻结余额+1000	创建转账订单，状态待转账
confirm()	冻结余额-1000	余额+1000 冻结余额-1000	状态变为转账成功
cancle()	冻结余额-1000 余额+1000	冻结余额-1000	状态变为转账失败

其中业务调用方BusinessService中就需要调用

ServiceA.try()
ServiceB.try()
OrderService.try()

1、当所有try()方法均执行成功时，对全局事物进行提交，即由事物管理器调用每个微服务的confirm()方法
2、当任意一个方法try()失败(预留资源不足，抑或网络异常，代码异常等任何异常)，由事物管理器调用每个微服务的cancle()方法对全局事务进行回滚

10WQPS秒杀的TCC分布式事务架构

库存服务

controller

package com.crazymaker.cloud.seata.seckill.controller;@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/api/tcc/sku/")
@Api(tags = "商品库存")
public class SeataTCCStockController {@ResourceSeataStockServiceImpl seckillSkuStockService;/*** minusStock 秒杀库存** @return 商品 skuDTO*/@PostMapping("/minusStock/v1")@ApiOperation(value = "减少秒杀库存")boolean minusStock(@RequestBody BusinessActionContext actionContext,@RequestParam("sku_id") Long skuId, @RequestParam("uid") Long uId) {boolean result = seckillSkuStockService.minusStock(actionContext, skuId,uId);return result;}@ApiOperation(value = "提交")@PostMapping("/commit/v1")boolean commit(@RequestBody BusinessActionContext actionContext) {boolean result = seckillSkuStockService.commit(actionContext);return result;}@ApiOperation(value = "回滚")@PostMapping("/rollback/v1")boolean rollback(@RequestBody BusinessActionContext actionContext) {boolean result = seckillSkuStockService.rollback(actionContext);return result;}}

service

package com.crazymaker.cloud.seata.seckill.impl;@Configuration
@Slf4j
@Service
public class SeataStockServiceImpl {private Map<String, Statement> statementMap = new ConcurrentHashMap<>(100);private Map<String, Connection> connectionMap = new ConcurrentHashMap<>(100);@Resourceprivate DataSource dataSource;/*** 执行秒杀下单** @param inDto* @param skuId* @return*/
//    @Transactionalpublic boolean minusStock(BusinessActionContext inDto, Long skuId, Long userId) {Map<String, Object> params = inDto.getActionContext();try {log.info("减库存, prepare, xid:{}", inDto.getXid());Connection connection = dataSource.getConnection();connection.setAutoCommit(false);int stock = 0;PreparedStatement pstmt = null;try {pstmt = connection.prepareStatement("SELECT `sku_id` , `stock_count` FROM `seckill_sku` WHERE `sku_id`=?");pstmt.setLong(1, skuId);ResultSet resultSet = pstmt.executeQuery();if (resultSet.next()) {stock = resultSet.getInt("stock_count");}resultSet.close();} finally {if (pstmt != null) {pstmt.close();}}if (stock<=0) {log.info("减库存, prepare 失败, xid:{}", inDto.getXid());if (null != connection) {connection.close();connection.commit();}throw BusinessException.builder().errMsg("库存不够").build();}String sql = "UPDATE `seckill_sku` SET  `stock_count` = `stock_count` -1 WHERE `sku_id` = ?;";PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql);stmt.setLong(1, skuId);stmt.executeUpdate();statementMap.put(inDto.getXid(), stmt);connectionMap.put(inDto.getXid(), connection);} catch (SQLException e) {log.error("库存失败:", e);return false;}return true;}public boolean commit(BusinessActionContext dto) {String xid = dto.getXid();log.info("减库存, commit, xid:{}", xid);PreparedStatement statement = (PreparedStatement) statementMap.get(xid);Connection connection = connectionMap.get(xid);try {//判断一下，防止空悬挂，具备幂等性if (null != connection) {connection.rollback();}} catch (SQLException e) {log.error("提交失败:", e);return false;} finally {try {statementMap.remove(xid);connectionMap.remove(xid);if (null != statement) {statement.close();}if (null != connection) {connection.close();}} catch (SQLException e) {log.error("减库存回滚事务后归还连接失败:", e);}}return true;}public boolean rollback(BusinessActionContext dto) {String xid = dto.getXid();log.info("减库存, rollback, xid:{}", xid);PreparedStatement statement = (PreparedStatement) statementMap.get(xid);Connection connection = connectionMap.get(xid);try {if (null != connection) {connection.commit();}} catch (SQLException e) {log.error("回滚失败:", e);return false;} finally {try {statementMap.remove(xid);connectionMap.remove(xid);if (null != statement) {statement.close();}if (null != connection) {connection.close();}} catch (SQLException e) {log.error("减库存提交事务后归还连接池失败:", e);}}return true;}}

订单服务

controller


@RestController
@RequestMapping("/api/tcc/order/")
@Api(tags = "秒杀练习 订单管理")
public class SeataTCCOrderController {@ResourceTCCOrderServiceImpl seckillOrderService;/*** 执行秒杀的操作* <p>* <p>* {* "exposedKey": "4b70903f6e1aa87788d3ea962f8b2f0e",* "newStockNum": 10000,* "seckillSkuId": 1157197244718385152,* "seckillToken": "0f8459cbae1748c7b14e4cea3d991000",* "userId": 37* }** @return*/@ApiOperation(value = "下订单")@PostMapping("/addOrder/v1")boolean addOrder(@RequestBody BusinessActionContext actionContext, @RequestParam("sku_id") Long skuId, @RequestParam("uid") Long uId) {boolean orderDTO = seckillOrderService.addOrder(actionContext, skuId,uId);return orderDTO;}@ApiOperation(value = "下订单提交")@PostMapping("/commit/v1")boolean commit(@RequestBody BusinessActionContext actionContext) {boolean orderDTO = seckillOrderService.commitAddOrder(actionContext);return orderDTO;}@ApiOperation(value = "下订单回滚")@PostMapping("/rollback/v1")boolean rollback(@RequestBody BusinessActionContext actionContext) {boolean orderDTO = seckillOrderService.rollbackAddOrder(actionContext);return orderDTO;}}

service


@Slf4j
@Service
public class TCCOrderServiceImpl {private Map<String, Statement> statementMap = new ConcurrentHashMap<>(100);private Map<String, Connection> connectionMap = new ConcurrentHashMap<>(100);@Resourceprivate DataSource dataSource;private IdGenerator idGenerator;public IdGenerator getIdGenerator() {if (null == idGenerator) {idGenerator = CommonSnowflakeIdGenerator.getFromMap("tcc_order");}return idGenerator;}/*** 执行秒杀下单** @param inDto* @return*/
//    @Transactional //开启本地事务// @GlobalTransactional//不，开启全局事务（重点） 使用 seata 的全局事务public boolean addOrder(BusinessActionContext inDto, Long skuId, Long userId) {Map<String, Object> params = inDto.getActionContext();//        long skuId = (Long) params.get("sku");
//        Long userId = (Long) params.get("user");Long id = getIdGenerator().nextId();try {Connection connection = dataSource.getConnection();connection.setAutoCommit(false);boolean isExist = false;log.info("检查是否已经下单过");PreparedStatement pstmt = null;try {pstmt = connection.prepareStatement("SELECT * FROM `seckill_order` WHERE `user_id` =?");pstmt.setLong(1, userId);ResultSet resultSet = pstmt.executeQuery();if (resultSet.next()) {isExist = true;}resultSet.close();} finally {if (pstmt != null) {pstmt.close();}}if (isExist) {log.info("已经下单过");if (null != connection) {try {connection.close();connection.commit();}catch (Throwable t){}}throw BusinessException.builder().errMsg("已经秒杀过了").build();}log.info("pass:  检查是否已经下单过");String sql = "INSERT INTO `seckill_order`(`order_id`, `sku_id`, `status`, `user_id`)  VALUES( ?, ?, 1, ?)";PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql);stmt.setLong(1, id);stmt.setLong(2, skuId);stmt.setLong(3, userId);stmt.executeUpdate();statementMap.put(inDto.getXid(), stmt);connectionMap.put(inDto.getXid(), connection);log.info("prepare  下单 完成");return true;} catch (SQLException e) {log.error("保存订单失败:", e);return false;}}public boolean commitAddOrder(BusinessActionContext dto) {String xid = dto.getXid();log.info("提交 下订单, commit, xid:{}", xid);PreparedStatement statement = (PreparedStatement) statementMap.get(xid);Connection connection = connectionMap.get(xid);try {if (null != connection) {connection.commit();}} catch (SQLException e) {log.error("提交失败:", e);return false;} finally {try {statementMap.remove(xid);connectionMap.remove(xid);if (null != statement) {statement.close();}if (null != connection) {connection.close();}} catch (SQLException e) {log.error("下订单提交事务后归还连接池失败:", e);}}return true;}public boolean rollbackAddOrder(BusinessActionContext dto) {String xid = dto.getXid();log.info("回滚 下订单, rollback, xid:{}", xid);PreparedStatement statement = (PreparedStatement) statementMap.get(xid);Connection connection = connectionMap.get(xid);try {//判断一下，防止空悬挂，具备幂等性if (null != connection) {connection.rollback();}} catch (SQLException e) {log.error("回滚失败:", e);return false;} finally {try {statementMap.remove(xid);connectionMap.remove(xid);if (null != statement) {statement.close();}if (null != connection) {connection.close();}} catch (SQLException e) {log.error("下订单回滚事务后归还连接失败:", e);}}return true;}
}

秒杀服务

controller

@RestController
@RequestMapping("/api/seckill/seglock/")
@Api(tags = "秒杀练习分布式事务 版本")
public class SeckillTCCController {@ResourceTCCSeckillServiceImpl seataSeckillServiceImpl;/*** 执行秒杀的操作* 减库存，下订单* <p>* {* "exposedKey": "4b70903f6e1aa87788d3ea962f8b2f0e",* "newStockNum": 10000,* "seckillSkuId": 1247695238068177920,* "seckillToken": "0f8459cbae1748c7b14e4cea3d991000",* "userId": 37* }** @return*/@ApiOperation(value = "秒杀")@PostMapping("/doSeckill/v1")RestOut<SeckillDTO> doSeckill(@RequestBody SeckillDTO dto) {seataSeckillServiceImpl.doSeckill(dto);return RestOut.success(dto).setRespMsg("秒杀成功");}}

service

@Slf4j
@Service
public class TCCSeckillServiceImpl {@Autowiredprivate OrderApi orderApi;@Autowiredprivate StockApi stockApi ;/*** 减库存，下订单*///开启全局事务（重点） 使用 seata 的全局事务@GlobalTransactionalpublic boolean doSeckill(@RequestBody SeckillDTO dto) {String xid = RootContext.getXID();log.info("------->分布式操作开始");BusinessActionContext actionContext = new BusinessActionContext();actionContext.setXid(xid);Long skuId=dto.getSeckillSkuId();Long uId=dto.getUserId();//远程方法 扣减库存log.info("------->扣减库存开始storage中");boolean result     = stockApi.prepare(actionContext,skuId,uId);if (!result) {throw new RuntimeException("扣减库存失败");}result = orderApi.prepare(actionContext,skuId,uId);if (!result) {throw new RuntimeException("保存订单失败");}log.info("------->分布式下订单操作完成");
//        throw new RuntimeException("调用2阶段提交的rollback方法");return true;}
}

以下两个实验，请参见配套视频

基于TCC的分布式事务的提交实验

基于TCC的分布式事务的回滚实验

Seata TCC 事务的常见问题

幂等控制

使用TCC时要注意Try - Confirm - Cancel 3个操作的幂等控制，网络原因，或者重试操作都有可能导致这几个操作的重复执行

业务实现过程中需重点关注幂等实现，讲到幂等，以上述TCC转账例子中confirm()方法来说明

在confirm()方法中
余额-1000，冻结余额-1000，这一步是实现幂等性的关键，你会怎么做？

大家在自己系统里操作资金账户时，为了防止并发情况下数据不一致的出现，肯定会避免出现这种代码.

因为这本质上是一个读-改-写的过程，不是原子的，在并发情况下会出现数据不一致问题

所以最简单的做法是

这利用了数据库行锁特性解决了并发情况下的数据不一致问题，但是TCC中，单纯使用这个方法适用么？

答案是不行的，该方法能解决并发单次操作下的扣减余额问题，但是不能解决多次操作带来的多次扣减问题，假设我执行了两次，按这种方案，用户账户就少了2000块

那么具体怎么做？

上诉转账例子中，可以引入转账订单状态来做判断，若订单状态为已支付，则直接return

当然，新建一张去重表，用订单id做唯一建，若插入报错返回也是可以的，不管怎么样，核心就是保证，操作幂等性

空回滚

如下图所示，事务协调器在调用TCC服务的一阶段Try操作时，可能会出现因为丢包而导致的网络超时，此时事务协调器会触发二阶段回滚，调用TCC服务的Cancel操作；

TCC服务在未收到Try请求的情况下收到Cancel请求，这种场景被称为空回滚；TCC服务在实现时应当允许空回滚的执行；

那么具体代码里怎么做呢？

分析下，如果try()方法没执行，那么订单一定没创建，所以cancle方法里可以加一个判断，如果上下文中订单编号orderNo不存在或者订单不存在，直接return

核心思想就是 回滚请求处理时，如果对应的具体业务数据为空，则返回成功

当然这种问题也可以通过中间件层面来实现，如，在第一阶段try()执行完后，向一张事务表中插入一条数据(包含事务id，分支id)，cancle()执行时，判断如果没有事务记录则直接返回，但是现在还不支持

防悬挂

如下图所示，事务协调器在调用TCC服务的一阶段Try操作时，可能会出现因网络拥堵而导致的超时，此时事务协调器会触发二阶段回滚，调用TCC服务的Cancel操作；

在此之后，拥堵在网络上的一阶段Try数据包被TCC服务收到，出现了二阶段Cancel请求比一阶段Try请求先执行的情况；

用户在实现TCC服务时，应当允许空回滚，但是要拒绝执行空回滚之后到来的一阶段Try请求；

这里又怎么做呢？

可以在二阶段执行时插入一条事务控制记录，状态为已回滚，这样当一阶段执行时，先读取该记录，如果记录存在，就认为二阶段回滚操作已经执行，不再执行try方法；

解决实验过程中MYSQL出现死锁问题

MYSQL出现死锁的现象

现象1：Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

com.mysql.cj.jdbc.exceptions.MySQLTransactionRollbackException: Lock wait timeout exceeded; try restarting transactionat com.mysql.cj.jdbc.exceptions.SQLError.createSQLException(SQLError.java:123)at com.mysql.cj.jdbc.exceptions.SQLError.createSQLException(SQLError.java:97)at com.mysql.cj.jdbc.exceptions.SQLExceptionsMapping.translateException(SQLExceptionsMapping.java:122)at com.mysql.cj.jdbc.ClientPreparedStatement.executeInternal(ClientPreparedStatement.java:953)at com.mysql.cj.jdbc.ClientPreparedStatement.executeQuery(ClientPreparedStatement.java:1003)at com.alibaba.druid.filter.FilterChainImpl.preparedStatement_executeQuery(FilterChainImpl.java:3240)at com.alibaba.druid.filter.FilterEventAdapter.preparedStatement_executeQuery(FilterEventAdapter.java:465)at com.alibaba.druid.filter.FilterChainImpl.preparedStatement_executeQuery(FilterChainImpl.java:3237)at com.alibaba.druid.wall.WallFilter.preparedStatement_executeQuery(WallFilter.java:647)

直接执行减少库存的语句：

UPDATE `seckill_sku` SET  `stock_count` = `stock_count` -1 WHERE `sku_id`  =1247822053000613888

超时，并且报错：

如何排查？

MYSQL出现死锁，首先查询information_schema.innodb_trx表，查看哪些mysql查询线程ID导致的，

SELECT * FROM  information_schema.innodb_trx

SELECT * FROM information_schema.innodb_trx 命令是用来查看当前运行的所以事务：

说明：

FORMATION_SCHEMA提供对数据库元数据的访问、关于MySQL服务器的信息，如数据库或表的名称、列的数据类型或访问权限。其中有一个关于InnoDB数据库引擎表的集合，里面有记录数据库事务和锁的相关表，InnoDB INFORMATION_SCHEMA表可以用来监视正在进行的InnoDB活动，在它们变成问题之前检测低效，或者对性能和容量问题进行故障排除。在实际开发和应用中，会碰到和数据库事务相关的问题，比如事务一直未结束，出现行锁，表锁以及死锁等情况，这时我们就需要有一个快速定位问题行之有效的方法，所以我们来系统了解下INFORMATION_SCHEMA和定位事务问题。

记录如下：

INNODB_TRX表提供了关于当前在InnoDB中执行的每个事务(不包括只读事务)的信息，包括事务是否等待锁、事务何时启动以及事务正在执行的SQL语句(如果有的话)。INNODB_TRX表有以下字段：

Field	Comment
TRX_ID	自增id
TRX_WEIGHT	事务权重，反映(但不一定是准确的计数)事务更改的行数和锁定的行数。为了解决死锁，InnoDB选择权重最小的事务作为要回滚的“受害者”
TRX_STATE	事务执行状态。允许的值包括运行(RUNNING)、锁等待(LOCK WAIT)、回滚(ROLLING BACK)和提交(COMMITTING)。
TRX_STARTED	事务开始时间
TRX_REQUESTED_LOCK_ID	事务当前等待的锁的ID，如果TRX_STATE为LOCK WAIT;否则无效。要获取关于锁的详细信息，请将此列与INNODB_LOCKS表的LOCK_ID列关联
TRX_WAIT_STARTED	事务开始等待锁的时间，如果TRX_STATE为锁等待(LOCK WAIT);否则无效。
TRX_MYSQL_THREAD_ID	MySql事务线程id，要获取关于线程的详细信息，与INFORMATION_SCHEMA PROCESSLIST表的ID列关联
TRX_QUERY	事务正在执行的SQL语句
TRX_OPERATION_STATE	事务当前操作
TRX_TABLES_IN_USE	处理此事务的当前SQL语句使用的InnoDB表的数量
TRX_TABLES_LOCKED	当前SQL语句具有行锁(row locks)的InnoDB表的数量(因为这些是行锁(row locks)，而不是表锁(table locks)，所以表通常仍然可以由多个事务读写，尽管有些行被锁定了)
TRX_LOCK_STRUCTS	事务保留的锁的数量
TRX_LOCK_MEMORY_BYTES	此事务在内存中的锁结构占用的总大小
TRX_ROWS_LOCKED	此事务锁定的近似数目或行。该值可能包括物理上存在但对事务不可见的删除标记行
TRX_ROWS_MODIFIED	此事务中修改和插入的行数量
TRX_CONCURRENCY_TICKETS	指示当前事务在换出之前可以做多少工作的值，由innodb_concurrency_tickets系统变量指定
TRX_ISOLATION_LEVEL	事务隔离级别
TRX_UNIQUE_CHECKS	是否为当前事务打开或关闭唯一性检查
TRX_FOREIGN_KEY_CHECKS	是否为当前事务打开或关闭外键检查
TRX_ADAPTIVE_HASH_LATCHED	自适应哈希索引是否被当前事务锁定
TRX_ADAPTIVE_HASH_TIMEOUT	是否立即放弃自适应哈希索引的搜索锁存器，还是在来自MySQL的调用之间保留它
TRX_IS_READ_ONLY	值为1表示只读事务
TRX_AUTOCOMMIT_NON_LOCKING	值1表示事务是一个SELECT语句，它不使用FOR UPDATE或LOCK IN SHARED MODE子句，并且在执行时启用了autocommit，因此事务将只包含这一条语句。当这个列和TRX_IS_READ_ONLY都为1时，InnoDB优化事务，以减少与更改表数据的事务相关的开销。

操作步骤

使用如下语句查看事务，找到状态为RUNNING的记录

SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX;

通过trx_mysql_thread_id: xxx的去查询information_schema.processlist找到执行事务的客户端请求的SQL线程

select * from information_schema.PROCESSLIST WHERE ID in( '219','218');

根据我们拿到的线程id去查，可以获取到具体的执行sql


select * from performance_schema.events_statements_current
where THREAD_ID in (select THREAD_ID from performance_schema.threads where PROCESSLIST_ID in( '219','218'))

结果如下：

问题就已经出来了，这两个in字句，导致死锁。

说明：

如果以上根据SQL分析不出来问题，我们需要从我们系统来进行定位，此时需要保存“案发现场”，数据库中处于RUNNING的事务先不要结束掉，然后根据上面定位的进程对应的项目来跟踪线程的执行情况，可以利用jconsole或者jmc来跟踪线程的执行活动，或者用jstack来跟踪。

结束线程

在执行结果中可以看到是否有表锁等待或者死锁，如果有死锁发生，可以通过下面的命令来杀掉当前运行的事务：

KILL thread id;

KILL 后面的数字指的是 trx_mysql_thread_id 值。

KILL  '219','218'

线程ID是23464106，通过information_schema.processlist查看对应的记录，可以从中看到连接的IP地址和用户等信息，特别是里面的INFO字段。

最简单的死锁避免方案：

没有其它的办法，只能再次检查代码。

所有事务中出现了问题，需要return的地方一定需要加上回滚，最后对执行结果的判断时，如果有一个结果未成功就需要回滚。

总结

分布式事务的TCC模式和AT模式的本质区别是一个是2阶段提交，一个是交易补偿。

seata框架对AT模式的支持是非常方便的，但是对TCC模式的支持，最大的就是自动触发commit和prepare方法，真正的实现还是需要开发人员自己做。

大家有更好的实现2阶段事务提交的方法，欢迎指点。

参考文档：

seata 官方文档地址：

http://seata.io/zh-cn/docs/overview/what-is-seata.html

https://www.cnblogs.com/babycomeon/p/11504210.html

https://www.cnblogs.com/javashare/p/12535702.html

https://blog.csdn.net/qq853632587/article/details/111356009

https://blog.csdn.net/qq_35721287/article/details/103573862

https://www.cnblogs.com/anhaogoon/p/13033986.html

https://blog.51cto.com/u_15072921/2606182

https://blog.csdn.net/weixin_45661382/article/details/105539999

https://blog.csdn.net/f4761/article/details/89077400

https://blog.csdn.net/qq_27834905/article/details/107353159

https://zhuanlan.zhihu.com/p/266584169