基于 Seata 实现 Spring Boot 应用的分布式事务

Seata：拯救你 Spring Boot 应用的分布式事务，告别数据不一致的烦恼

大家好，我是你们的老朋友，一个在代码堆里摸爬滚打多年的老码农。今天，咱们来聊聊一个让无数程序员夜不能寐的话题：分布式事务。

想象一下这样的场景：你正在开发一个电商平台，用户下单需要同时扣减商品库存、生成订单、扣除账户余额。这些操作分布在不同的微服务中，要是其中任何一个环节失败，你的数据就会出现不一致，用户付了钱没收到货，或者库存扣了钱没扣，这可就摊上大事儿了！

传统的 ACID 事务在单体应用中游刃有余，但在分布式系统中就显得力不从心了。为了解决这个问题，各种分布式事务解决方案应运而生，今天我们要聊的就是其中的佼佼者：Seata。

什么是 Seata？

Seata (Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture) 是一款开源的分布式事务解决方案，致力于在微服务架构下提供高性能和简单易用的分布式事务服务。简单来说，Seata 就像一个事务协调员，负责协调各个微服务之间的事务，保证最终的数据一致性。

Seata 提供多种事务模式，包括：

AT 模式 (Automatic Transaction)： 自动事务模式，对业务代码侵入性最小，也是 Seata 推荐的模式。
TCC 模式 (Try-Confirm-Cancel)： 补偿事务模式，需要业务代码实现 Try、Confirm 和 Cancel 三个阶段的操作。
SAGA 模式 (Long-Running Action)： 长事务模式，适用于业务流程较长，无需强一致性的场景。
XA 模式 (eXtended Architecture)： 基于 XA 协议的事务模式，需要数据库支持 XA 协议。

今天，我们主要聚焦于 AT 模式，因为它最简单易用，也最适合大多数 Spring Boot 应用。

Seata AT 模式的工作原理

AT 模式的核心思想是两阶段提交协议 (Two-Phase Commit, 2PC) 的改进版。它将事务分为两个阶段：

一阶段 (Prepare)： 各个参与者执行本地事务，并记录 undo log (用于回滚的数据)，然后向 TC (Transaction Coordinator，事务协调器) 注册分支事务。
二阶段 (Commit/Rollback)： TC 根据全局事务的结果，通知各个参与者提交或回滚本地事务。

AT 模式的巧妙之处在于，它将 2PC 的阻塞阶段进行了优化，通过 undo log 实现本地事务的回滚，从而避免了长时间的资源锁定。

具体流程如下：

业务服务: 发起全局事务请求，Seata 拦截请求，为本次事务生成一个全局唯一的 XID (Global Transaction ID)。
数据源代理: Seata 通过数据源代理，拦截 SQL 操作，分析 SQL 中涉及的数据，生成 undo log，并将其保存在 undo_log 表中。
TC: TC 负责全局事务的协调，记录全局事务的状态，并根据全局事务的结果，通知各个参与者提交或回滚本地事务。
二阶段提交:
- 提交: 如果全局事务成功，TC 通知各个参与者提交本地事务。由于本地事务在一阶段已经提交，所以二阶段只需要删除 undo_log 表中的记录即可。
- 回滚: 如果全局事务失败，TC 通知各个参与者回滚本地事务。Seata 根据 undo_log 表中的记录，恢复数据到原始状态。

如何在 Spring Boot 应用中使用 Seata AT 模式？

接下来，我们通过一个简单的例子，演示如何在 Spring Boot 应用中使用 Seata AT 模式。

假设我们有两个微服务：

订单服务 (order-service)： 负责创建订单。
库存服务 (stock-service)： 负责扣减商品库存。

我们要在创建订单的同时，扣减商品库存，并保证这两个操作要么都成功，要么都失败。

1. 准备工作

安装 Seata Server: 下载 Seata Server 并启动，可以参考 Seata 官方文档。
创建数据库: 为订单服务和库存服务创建数据库，并创建 undo_log 表。

undo_log 表的 SQL 脚本如下：

CREATE TABLE `undo_log` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `branch_id` bigint(20) NOT NULL,
  `xid` varchar(100) NOT NULL,
  `context` varchar(128) NOT NULL,
  `rollback_info` longblob NOT NULL,
  `log_status` int(11) NOT NULL,
  `log_created` datetime NOT NULL,
  `log_modified` datetime NOT NULL,
  `ext` varchar(100) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

2. 添加依赖

在 order-service 和 stock-service 的 pom.xml 文件中添加 Seata 的依赖：

<dependency>
    <groupId>io.seata</groupId>
    <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>最新版本</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>最新版本</version>
</dependency>

3. 配置 Seata

在 order-service 和 stock-service 的 application.yml 文件中添加 Seata 的配置：

seata:
  enabled: true
  application-id: ${spring.application.name}
  tx-service-group: default_tx_group
  service:
    vgroup-mapping:
      default_tx_group: default
  client:
    rm:
      report-success-enable: true
  config:
    type: file
    file:
      name: seata.conf # 配置文件路径
  registry:
    type: nacos # 注册中心类型，例如 nacos、eureka、zk 等
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848 # Nacos 地址

注意:

application-id 需要和 spring.application.name 保持一致。
tx-service-group 是事务组的名称，所有参与同一个全局事务的服务都需要使用相同的事务组。
registry.type 根据你使用的注册中心进行配置。
config.type 指定配置中心类型。

4. 数据源代理

使用 Seata 提供的数据源代理 DataSourceProxy 替换 Spring Boot 默认的数据源。

import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;
import io.seata.rm.datasource.DataSourceProxy;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Primary;

import javax.sql.DataSource;

@Configuration
public class DataSourceConfig {

    @Bean
    @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource")
    public DruidDataSource druidDataSource() {
        return new DruidDataSource();
    }

    @Primary
    @Bean("dataSource")
    public DataSource dataSource(DruidDataSource druidDataSource) {
        return new DataSourceProxy(druidDataSource);
    }
}

5. 编写业务代码

在 order-service 中创建一个订单：

import io.seata.spring.annotation.GlobalTransactional;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GlobalTransactional(rollbackFor = Exception.class)
    public void createOrder(String userId, String productId, int amount) {
        // 1. 创建订单
        String sql = "insert into orders (user_id, product_id, amount) values (?, ?, ?)";
        jdbcTemplate.update(sql, userId, productId, amount);

        // 2. 扣减库存
        String url = "http://stock-service/stock/decrease?productId=" + productId + "&amount=" + amount;
        restTemplate.getForObject(url, String.class);

        // 模拟异常
        // if (amount > 10) {
        //     throw new RuntimeException("Amount too large");
        // }
    }
}

在 stock-service 中扣减库存：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class StockService {

    @Autowired
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;

    public void decreaseStock(String productId, int amount) {
        String sql = "update stock set amount = amount - ? where product_id = ?";
        jdbcTemplate.update(sql, amount, productId);

        // 检查库存是否足够
        int currentAmount = jdbcTemplate.queryForObject("select amount from stock where product_id = ?", Integer.class, productId);
        if (currentAmount < 0) {
            throw new RuntimeException("Stock not enough");
        }
    }
}

注意:

在 order-service 的 createOrder 方法上添加 @GlobalTransactional 注解，表示这是一个全局事务。
rollbackFor = Exception.class 表示当发生任何异常时，都进行回滚。
stock-service 的 decreaseStock 方法不需要添加任何注解，Seata 会自动将其纳入到全局事务中。

6. 启动服务并测试

启动 order-service 和 stock-service，然后调用 order-service 的 createOrder 方法。

如果一切顺利，你会在 orders 表中看到一条新的订单记录，并且 stock 表中对应商品的库存数量会减少。

如果你取消 order-service 中的注释，模拟一个异常，你会发现订单创建失败，并且库存也不会被扣减。

进阶用法

全局锁: Seata 提供了全局锁机制，可以解决并发场景下的数据一致性问题。
事务传播: Seata 支持多种事务传播行为，可以灵活控制事务的范围。
自定义 undo log: 如果默认的 undo log 无法满足你的需求，你可以自定义 undo log。
监控和告警: Seata 提供了丰富的监控指标和告警功能，可以帮助你及时发现和解决问题。

总结

Seata 是一款功能强大、简单易用的分布式事务解决方案，可以帮助你轻松解决微服务架构下的数据一致性问题。希望这篇文章能够帮助你入门 Seata，并在你的项目中发挥它的威力。

表格总结：

特性	描述
易用性	AT 模式对业务代码侵入性小，易于集成
性能	AT 模式采用异步提交，减少了事务的阻塞时间
可靠性	Seata 提供了完善的事务协调机制，保证了数据的一致性
兼容性	Seata 支持多种数据库和注册中心，具有良好的兼容性
监控和告警	Seata 提供了丰富的监控指标和告警功能

代码示例总结：

undo_log 表 SQL 脚本: 用于存储 undo log，在回滚时恢复数据。
pom.xml 文件: 添加 Seata 和 Druid 的依赖。
application.yml 文件: 配置 Seata 的各项参数。
DataSourceConfig.java 文件: 使用 Seata 的 DataSourceProxy 替换 Spring Boot 默认的数据源。
OrderService.java 文件: 创建订单，并调用库存服务扣减库存，使用 @GlobalTransactional 注解开启全局事务。
StockService.java 文件: 扣减库存，无需添加任何 Seata 注解。

希望这篇文章能帮助你更好地理解和使用 Seata。如果你有任何问题，欢迎在评论区留言，我们一起探讨。祝大家编程愉快！

Seata：拯救你 Spring Boot 应用的分布式事务，告别数据不一致的烦恼

什么是 Seata？

Seata AT 模式的工作原理

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进阶用法

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