一、说明

• 本博客首先会对 Seata 进行简单介绍，然后演示如何在项目中使用 Seata 分布式事务（仅 AT 模式），并结合监控工具简单分析它的工作原理，最后再谈谈博主在工作中关于 Seata 的使用感受。
  • Seata 简介
    • 介绍一些 Seata 的重要概念，和胖友们在一些事情上达成共识。
  • Seata 通用接入流程
    • 这部分内容也属于通用知识，和具体工作环境无关。
    • 介绍 Server 端和 Client 端的使用，尤其是 Client 端使用不同微服务框架时如何解决事务传播问题。
  • Seata 分布式事务使用演示
    • 可以看做是上面 “Seata 通用接入流程” 的实战版。
    • 由于博主目前工作的公司使用的是 SpringBoot 1.x 版本，在一些配置细节上可能和某些胖友不同，但万变不离其宗，只要能理解它的核心思想，相信这些小细节问题对于各位优秀的胖友们都是小意思。
  • Seata 工作原理简单分析
    • 首先会提供通过监控工具得到的工作流程截图，让大家有个直观的认知。
    • 然后介绍代码中关键的类。
• 胖友们可以把本博客当成是一个快速上手的参考手册，但如果想要全面系统地了解 Seata 框架，建议查看 Seata 的官方文档以及 GitHub
  • 官方文档传送阵
  • GitHub 传送阵

二、Seata 简介

看到博主这篇博客的胖友，想必大多都是从业 n 年的同仁，所以一些基础概念的介绍和铺垫这里就省略了，而只介绍博主认为最核心的部分。

2.1、Seata 是什么？

• Seata 是一款开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。

2.2、Seata 的整体架构

2.2.1、主要角色

• TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者
  • 维护全局和分支事务的状态，驱动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。
• 事务回话信息存储
  • 非必须角色，理论上可以不引入额外组件。
  • 事务会话信息存储方式有：file本地文件(不支持HA)，db数据库|redis(支持HA)
  • 但从生产实践角度来看，这个组件也是必须的，博主使用的是 MySQL
• 注册中心
  • 非必须角色，理论上可以不引入额外组件。
  • 默认file，支持file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofa、custom
  • 但从生产实践角度来看，这个组件也是必须的，博主使用的是 zk.
• 配置中心
  • 非必须角色，理论上可以不引入额外组件。
  • 默认file，支持file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3、custom
  • 从生产实践角度来看，这个组件也是必须的，博主使用的是 zk.

2.2.2、整体架构和工作流程图

• 整体架构图

  • 

• 工作流程图

  • 

2.3、Seata 的事务模式

• AT
• TCC
• SAGA
• XA 事务模式

2.3.1、Seata 的 AT 事务模式

• 前提
  • 基于支持本地 ACID 事务的关系型数据库。
  • Java 应用，通过 JDBC 访问数据库。
• 整体机制
  • 两阶段提交协议的演变：
    • 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。
• 写隔离
  • 一阶段本地事务提交前，需要确保先拿到 全局锁 。
  • 拿不到 全局锁 ，不能提交本地事务。
  • 拿 全局锁 的尝试被限制在一定范围内，超出范围将放弃，并回滚本地事务，释放本地锁
• 读隔离
  • 在数据库本地事务隔离级别 读已提交（Read Committed） 或以上的基础上，Seata（AT 模式）的默认全局隔离级别是 读未提交（Read Uncommitted） 。
  • 如果应用在特定场景下，必需要求全局的 读已提交 ，目前 Seata 的方式是通过 SELECT FOR UPDATE 语句的代理。

2.4、微服务框架支持

• 从上面的 2.2.2、整体架构和工作流程图 的工作流程图中可以看到，整个事务过程中，需要有一个全局的事务ID，并且需要把这个全局事务ID在各个微服务间传播。

2.4.1、事务上下文

• Seata 的事务上下文由 RootContext 来管理。
• 应用开启一个全局事务后，RootContext 会自动绑定该事务的 XID，事务结束（提交或回滚完成），RootContext 会自动解绑 XID。
• 应用可以通过 RootContext 的 API 接口（RootContext.getXID()）来获取当前运行时的全局事务 XID
• 应用是否运行在一个全局事务的上下文中，就是通过 RootContext 是否绑定 XID 来判定的

2.4.2、事务传播

• 服务内部的事务传播
  • 默认的，RootContext 的实现是基于 ThreadLocal 的，即 XID 绑定在当前线程上下文中
  • 所以服务内部的 XID 传播通常是天然的通过同一个线程的调用链路串连起来的。默认不做任何处理，事务的上下文就是传播下去的
  • 如果希望挂起事务上下文，则需要通过 RootContext 提供的 API 来实现：

    •   // 挂起（暂停）String xid = RootContext.unbind();// TODO: 运行在全局事务外的业务逻辑// 恢复全局事务上下文RootContext.bind(xid);
      

• 跨服务调用的事务传播
  • 跨服务调用场景下的事务传播，本质上就是要把 XID 通过服务调用传递到服务提供方，并绑定到 RootContext 中去。
  • 只要能做到这点，理论上 Seata 可以支持任意的微服务框架。

2.5、ORM 框架支持

• Seata 虽然是保证数据一致性的组件，但对于 ORM 框架并没有特殊的要求，像主流的Mybatis，Mybatis-Plus，Spring Data JPA, Hibernate等都支持。这是因为ORM框架位于JDBC结构的上层，而 Seata 的 AT,XA 事务模式是对 JDBC 标准接口操作的拦截和增强。

2.6、数据库类型支持

• AT模式支持的数据库有：MySQL、Oracle、PostgreSQL和 TiDB
• TCC模式不依赖数据源(1.4.2版本)

2.7、SQL 参考

• 完整 SQL 参考传送阵
• 需要特别注意它的使用限制：
  • 不支持 SQL 嵌套
  • 不支持多表复杂 SQL
  • 不支持存储过程、触发器
  • 不支持批量更新 SQL

三、Seata 通用接入流程

3.1、Seata Server 端（TC）

1. 下载程序包并解压
   1. 当前最新版本：seata-server-1.4.2
2. 配置事务回话信息存储方式
   1. 配置文件：seata-server-1.4.2\conf\file.conf
   2. 事务会话信息存储方式有：file本地文件(不支持HA)，db数据库|redis(支持HA)，这里配置为 db.

      1. ## transaction log store, only used in seata-server
         store {## store mode: file、db、redis
         mode = "db"
         ## rsa decryption public key
         publicKey = ""## database store propertydb {## the implement of javax.sql.DataSource, such as DruidDataSource(druid)/BasicDataSource(dbcp)/HikariDataSource(hikari)  etc.datasource = "druid"## mysql/oracle/postgresql/h2/oceanbase etc.dbType = "mysql"driverClassName = "com.mysql.cj.jdbc.Driver"## if using mysql to store the data, recommend add rewriteBatchedStatements=true in jdbc connection paramurl = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?serverTimezone=Asia/Shanghai&rewriteBatchedStatements=true"user = "root"password = "Andy6666"minConn = 5maxConn = 100globalTable = "global_table"branchTable = "branch_table"lockTable = "lock_table"queryLimit = 100maxWait = 5000}}

   3. 在 MySQL 数据库创建事务回话信息表

      1. -- -------------------------------- The script used when storeMode is 'db' --------------------------------
         -- the table to store GlobalSession data
         CREATE TABLE IF NOT EXISTS `global_table`
         (`xid`                       VARCHAR(128) NOT NULL,`transaction_id`            BIGINT,`status`                    TINYINT      NOT NULL,`application_id`            VARCHAR(32),`transaction_service_group` VARCHAR(32),`transaction_name`          VARCHAR(128),`timeout`                   INT,`begin_time`                BIGINT,`application_data`          VARCHAR(2000),`gmt_create`                DATETIME,`gmt_modified`              DATETIME,PRIMARY KEY (`xid`),KEY `idx_gmt_modified_status` (`gmt_modified`, `status`),KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
         ) ENGINE = InnoDB
         DEFAULT CHARSET = utf8;-- the table to store BranchSession data
         CREATE TABLE IF NOT EXISTS `branch_table`
         (`branch_id`         BIGINT       NOT NULL,`xid`               VARCHAR(128) NOT NULL,`transaction_id`    BIGINT,`resource_group_id` VARCHAR(32),`resource_id`       VARCHAR(256),`branch_type`       VARCHAR(8),`status`            TINYINT,`client_id`         VARCHAR(64),`application_data`  VARCHAR(2000),`gmt_create`        DATETIME(6),`gmt_modified`      DATETIME(6),PRIMARY KEY (`branch_id`),KEY `idx_xid` (`xid`)
         ) ENGINE = InnoDB
         DEFAULT CHARSET = utf8;-- the table to store lock data
         CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
         (`row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,`xid`            VARCHAR(128),`transaction_id` BIGINT,`branch_id`      BIGINT       NOT NULL,`resource_id`    VARCHAR(256),`table_name`     VARCHAR(32),`pk`             VARCHAR(36),`gmt_create`     DATETIME,`gmt_modified`   DATETIME,PRIMARY KEY (`row_key`),KEY `idx_branch_id` (`branch_id`)
         ) ENGINE = InnoDB
         DEFAULT CHARSET = utf8;

3. 配置注册中心和配置中心
   1. 配置文件：seata-server-1.4.2\conf\registry.conf。这里博主把注册中心和配置中心都设置为 zk（胖友们可以根据情况设置成其他的，配置大同小异）。

      1.  registry {# file 、nacos 、eureka、redis、zk、consul、etcd3、sofatype = "zk"zk {cluster = "default"serverAddr = "127.0.0.1:2181"sessionTimeout = 6000connectTimeout = 2000username = ""password = ""}}config {# file、nacos 、apollo、zk、consul、etcd3type = "zk"zk {cluster = "default"serverAddr = "127.0.0.1:2181"sessionTimeout = 6000connectTimeout = 2000username = ""password = ""}}

4. 启动 Server 端
   1. 点击 seata-server-1.4.2\bin\seata-server.bat（或 seata-server.sh）

3.2、Seata Client 端（TM和RM）

3.2.1、业务系统集成 Seata Client

1. 业务数据库创建回滚日志表

   1.  -- for AT mode you must to init this sql for you business database. the seata server not need it.CREATE TABLE IF NOT EXISTS `undo_log`(`branch_id`     BIGINT       NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',`xid`           VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',`context`       VARCHAR(128) 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 KEY `ux_undo_log` (`xid`, `branch_id`)) ENGINE = InnoDBAUTO_INCREMENT = 1DEFAULT CHARSET = utf8 COMMENT ='AT transaction mode undo table';

2. 业务系统添加 seata 依赖

   1.  <dependency><groupId>io.seata</groupId><artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId><version>1.3.0</version></dependency>
      

3. 业务系统配置文件中配置注册中心和配置中心、事务分组名称
   1. 这里注册中心和配置中心都选择 zk（以 account-service 为例）

   2.  seata:registry:type: zkzk:server-addr: localhost:2181config:type: zkzk:server-addr: localhost:2181txServiceGroup:  account-service-g
      

4. 在 Seata 配置中心配置事务分组和TC集群的关联关系
   1. 在 zk 添加以下配置（其他配置中心大同小异）：
      1. 节点名称：/seata/service.vgroupMapping.account-service-g，节点内容：default
         1. 其中 account-service-g 是事务分组名称
         2. default 是 TC 集群名称
         3. 即配置所有事务分组名称为 account-service-g 的 TM 和 RM 注册到集群名称为 default 的 TC 集群

3.2.2、不同微服务框架解决 Seata 事务传播问题

3.2.2.1、事务传播的原理

• 从 2.4.2、事务传播 可以知道，跨服务调用场景下的事务传播，本质上就是要把 XID 通过服务调用传递到服务提供方，并绑定到 RootContext 中去。

3.2.2.2、事务传播的解决方案

• 远程服务调用方：
  • 发起远程服务调用时，需要把全局事务XID包含到请求信息中
• 远程服务提供方：
  • 处理请求前，解析获取 XID 并绑定到 RootContext 中
  • 处理请求后，将 XID 从 RootContext 中解绑

3.2.2.3、常用微服务框架的事务传播问题

（1）、Seata + Dubbo 分布式事务

• 如何实现 Dubbo 请求的前置和后置处理呢？ 熟悉 Dubbo 的胖友可能就会说，扩展它的 Filter。
• 没错，我们就是要扩展 Dubbo 的 Filter，在服务调用方发起请求时，设置全局事务 XID；在服务提供方处理请求前，解析获取XID，并绑定到 RootContext，处理完请求后，清理 XID。
• 幸运的是，Seata 框架中已经默认提供了这样的 Filter，它基于 SPI 机制自动注册，项目中也可以通过 ServiceLoader.load 查看。
• 也就是说，Seata 天然支持 Dubbo 框架的事务传播，我们什么都不需要做。

（2）、Seata + Spring Cloud OpenFeign 分布式事务

• Spring Cloud OpenFeign 是基于 Http 协议的微服务框架。远程服务调用方需要在 Header 中设置全局事务XID；远程服务提供方在处理请求前需要从 Http Header 中获取全局事务XID 并绑定到 RootContext，处理完请求后清理 XID。
• 推荐的做法：
  • 远程服务调用方：通过 feign 提供的 RequestInterceptor 设置 Header。但由于 OpenFeign 默认集成了 Hystrix，通信时使用的是异步多线程通信，所以还需要自定义配置 HystrixConcurrencyStrategy，处理线程间全局事务XID传递的问题。
    • 配置 HystrixConcurrencyStrategy：

      •   @Slf4j@Configurationpublic class FeignHystrixConcurrencyStrategy extends HystrixConcurrencyStrategy {private HystrixConcurrencyStrategy delegate;public FeignHystrixConcurrencyStrategy() {try {this.delegate = HystrixPlugins.getInstance().getConcurrencyStrategy();if (this.delegate instanceof FeignHystrixConcurrencyStrategy) {return;}HystrixCommandExecutionHook commandExecutionHook = HystrixPlugins.getInstance().getCommandExecutionHook();HystrixEventNotifier eventNotifier = HystrixPlugins.getInstance().getEventNotifier();HystrixMetricsPublisher metricsPublisher = HystrixPlugins.getInstance().getMetricsPublisher();HystrixPropertiesStrategy propertiesStrategy = HystrixPlugins.getInstance().getPropertiesStrategy();HystrixPlugins.reset();HystrixPlugins.getInstance().registerConcurrencyStrategy(this);HystrixPlugins.getInstance().registerCommandExecutionHook(commandExecutionHook);HystrixPlugins.getInstance().registerEventNotifier(eventNotifier);HystrixPlugins.getInstance().registerMetricsPublisher(metricsPublisher);HystrixPlugins.getInstance().registerPropertiesStrategy(propertiesStrategy);}catch (Exception ex) {log.error("Failed to register Seata Hystrix Concurrency Strategy", ex);}}@Overridepublic <T> Callable<T> wrapCallable(Callable<T> callable) {if (callable instanceof SeataContextCallable) {return callable;}return new SeataContextCallable<>(callable,RequestContextHolder.getRequestAttributes());}private static class SeataContextCallable<K> implements Callable<K> {private final Callable<K> actual;private final String xid;private final RequestAttributes requestAttributes;SeataContextCallable(Callable<K> actual, RequestAttributes requestAttribute) {this.actual = actual;this.requestAttributes = requestAttribute;this.xid = RootContext.getXID();}@Overridepublic K call() throws Exception {try {RequestContextHolder.setRequestAttributes(requestAttributes);if (!StringUtils.isEmpty(xid)) {RootContext.bind(xid);}return actual.call();}finally {if (!StringUtils.isEmpty(xid)) {RootContext.unbind();}RequestContextHolder.resetRequestAttributes();}}}}
        

    • 添加 feign RequestInterceptor 设置 Header

      •   @Slf4jpublic class FeignBasicAuthRequestInterceptor implements RequestInterceptor {@Overridepublic void apply(RequestTemplate template) {try {// 支持 seata 事务传播String xid = RootContext.getXID();if (!StringUtils.isEmpty(xid)) {template.header(RootContext.KEY_XID, xid);}} catch (Exception e) {log.error("FeignBasicAuthRequestInterceptor apply fail。", e);}}}

  • 远程服务调用方：基于 WEB 拦截器做前置、后置处理。例如，基于 Spring Web 项目，可以通过 HandlerInterceptor 实现：

    •   public class SeataHandlerInterceptor implements HandlerInterceptor {private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(SeataHandlerInterceptor.class);@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,Object handler) {String xid = RootContext.getXID();String rpcXid = request.getHeader(RootContext.KEY_XID);if (log.isDebugEnabled()) {log.debug("xid in RootContext {} xid in RpcContext {}", xid, rpcXid);}if (StringUtils.isBlank(xid) && rpcXid != null) {RootContext.bind(rpcXid);if (log.isDebugEnabled()) {log.debug("bind {} to RootContext", rpcXid);}}return true;}@Overridepublic void postHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, ModelAndView modelAndView) throws Exception {}@Overridepublic void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,Object handler, Exception e) {if (StringUtils.isNotBlank(RootContext.getXID())) {String rpcXid = request.getHeader(RootContext.KEY_XID);if (StringUtils.isEmpty(rpcXid)) {return;}String unbindXid = RootContext.unbind();if (log.isDebugEnabled()) {log.debug("unbind {} from RootContext", unbindXid);}if (!rpcXid.equalsIgnoreCase(unbindXid)) {log.warn("xid in change during RPC from {} to {}", rpcXid, unbindXid);if (unbindXid != null) {RootContext.bind(unbindXid);log.warn("bind {} back to RootContext", unbindXid);}}}}}
      

（3）、Seata + RestTemplate 分布式事务

• RestTemplate 同样基于 Http 协议，处理方式和 Spring Cloud OpenFeign 类似。推荐的做法：
  • 远程服务调用方：
    • 定义拦截器：

      •   public class SeataRestTemplateInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {@Overridepublic ClientHttpResponse intercept(HttpRequest httpRequest, byte[] bytes,ClientHttpRequestExecution clientHttpRequestExecution) throws IOException {HttpRequestWrapper requestWrapper = new HttpRequestWrapper(httpRequest);String xid = RootContext.getXID();if (!StringUtils.isEmpty(xid)) {requestWrapper.getHeaders().add(RootContext.KEY_XID, xid);}return clientHttpRequestExecution.execute(requestWrapper, bytes);}}
        

    • 给 RestTemplate 设置拦截器
      • restTemplate.setInterceptors(Collections.singletonList(new SeataRestTemplateInterceptor()));
  • 远程服务提供方：基于 WEB 拦截器做前置、后置处理。处理方式完全和 Spring Cloud OpenFeign一样，即可以复用上面的 SeataHandlerInterceptor

（3）、Seata + 其他微服务框架

• 实现思路参考：3.2.2.2、事务传播的解决方案
• 在动手实现前，先查看 seata 包中是否已经默认提供相关方案。例如，motan、grpc 框架也享受和 Dubbo 框架同样的待遇，Seata 同样也默认提供了一个拥有传播事务XID的过滤器。
• 实在找不到现成方案，我想根据上面的思路，自己实现一套事务传播方案，相信对于各位能看到这里的胖友来说，应该是小意思。

四、Seata 分布式事务使用演示

• 创建 3 个项目，order-service、storage-service、account-service

• order-service 开启事务，并通过 Spring Cloud OpenFeign 调用 storage-service 服务。

  • 

• storage-service 通过 RestTemplate 调用 account-service 提供的服务。

  • 

• account-service 提供的服务。

  • 

• 通过 postman 调用 order-service 的接口，可以分别看到以下日志：

  • 

  • 

  • 

• 通过日志，可以看到全局事务最终是提交的状态。而要使全局事务的回滚，只需要让其中一个分支事务失败即可，这里就不演示了。

五、Seata 工作原理简单分析

5.1、工作流程

这里使用 SkyWalking 进行链路追踪，给大家展示 四、Seata 分布式事务使用演示 的完整流程

1. 完整链路追踪：

   1. 

2. 对 Postman 请求的链路追踪

   1. order-service

      1. 

   2. storage-service

      1. 

   3. account-service

      1. 

3. 全局事务提交后，异步删除 undo_log

   1. 

5.2、主要的类

• 在 2.5、ORM 框架支持 ，我们知道：
  • Seata 虽然是保证数据一致性的组件，但对于 ORM 框架并没有特殊的要求，像主流的Mybatis，Mybatis-Plus，Spring Data JPA, Hibernate等都支持。这是因为ORM框架位于JDBC结构的上层，而 Seata 的 AT,XA 事务模式是对 JDBC 标准接口操作的拦截和增强。
• Seata 是如何对 JDBC 标准接口操作的拦截和增强？？？答案在 DataSourceProxy。
  • 它对 DataSource 进行了增强
  • 它的 getConnection 方法返回的是：ConnectionProxy
    • ConnectionProxy 对 Connection 进行了增强
    • 它的 prepareStatement 方法返回的是同样是一个 Proxy 代理类
• 从 DataSource 开始，Seata 对 JDBC 的标准接口进行了层层增强。而具体每一个增强类实现做了哪些事情，本博客就不深入探讨了。
• 已经有不少关于 DataSourceProxy 源码解读的博客，各位胖友们可以移步观看。

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