第 227 章:分布式事务

学习目标

理解 CAP / BASE 理论
掌握 2PC / TCC / Saga 模式
学会 Seata 实战
选择合适的事务方案

一、为什么需要分布式事务

本地 @Transactional 只在单服务内有效,跨服务必须用分布式事务。

二、CAP 理论

维度	含义
Consistency	所有节点同时看到相同数据
Availability	每个请求都能得到响应
Partition tolerance	网络分区时仍能工作

定理:三者不可兼得。

组合	选择
CP	ZooKeeper、Etcd(放弃 A)
AP	Eureka、Cassandra(放弃 C)
CA	单机数据库(放弃 P)

分布式系统P 必选,只能在 C 和 A 之间权衡。

三、BASE 理论

CAP 的"实用妥协"思想:

原则	含义
BA(Basically Available)	基本可用,允许降级
S(Soft State)	软状态,允许中间态不一致
E(Eventually Consistent)	最终一致

主流分布式系统都用 BASE,而不是 ACID。

四、事务模式

4.1 2PC(两阶段提交)

强一致协议,分两阶段:

阶段:

Prepare:协调器问所有参与者"能不能提交?"
Commit:所有参与者都 OK,协调器让大家提交

问题:

同步阻塞
协调器单点故障
数据不一致(部分 commit)

4.2 3PC(改进版 2PC)

加CanCommit 阶段,降低阻塞,但仍非完美。

4.3 TCC(补偿事务)

特点:

每个业务有 Try / Confirm / Cancel 三个操作
业务侵入性强
性能较好

4.4 Saga(长事务拆分)

最终一致,拆为多个本地事务 + 补偿。

特点:

每个子事务有对应补偿
适合业务流程长的场景
业务改造成本低

4.5 本地消息表

特点:

业务无侵入
适合最终一致性场景
用本地表保证业务与消息一致

4.6 模式对比

模式	一致性	性能	侵入性	适用
2PC	强	低	低	单库 / XA
TCC	强	中	高	金融
Saga	最终	高	中	订单
本地消息表	最终	高	低	一般业务
MQ 事务消息	最终	高	低	通用
Seata AT	强	中	低	通用首选

五、Seata 实战

Seata 是阿里开源的分布式事务解决方案,支持 AT、TCC、Saga、XA 四种模式。

5.1 核心角色

5.2 部署 Seata Server

yaml

# docker-compose.yml
services:
  seata-server:
    image: seataio/seata-server:1.6.1
    ports: ["8091:8091"]
    environment:
      - SEATA_PORT=8091
      - STORE_MODE=db
      - DB_URL=jdbc:mysql://mysql:3306/seata
      - DB_USER=seata
      - DB_PASSWORD=seata
    depends_on:
      - mysql

注册到 Nacos:

properties

# registry.conf
registry {
  type = "nacos"
  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    namespace = "public"
  }
}

config {
  type = "nacos"
  nacos {
    serverAddr = "127.0.0.1:8848"
    group = "SEATA_GROUP"
  }
}

5.3 AT 模式(自动)

两阶段 + 补偿,Seata 自动接管本地事务。

客户端依赖

xml

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>

配置

yaml

spring:
  cloud:
    alibaba:
      seata:
        tx-service-group: my_test_tx_group

seata:
  registry:
    type: nacos
  config:
    type: nacos
  service:
    vgroup-mapping:
      my_test_tx_group: default

全局事务入口

java

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderRepo orderRepo;
    @Autowired
    private InventoryClient inventoryClient;
    @Autowired
    private PaymentClient paymentClient;

    // 全局事务
    @GlobalTransactional(name = "createOrder", rollbackFor = Exception.class)
    public void createOrder(OrderRequest req) {
        // 1. 本地
        Order order = new Order(req);
        orderRepo.save(order);

        // 2. 远程(库存服务)
        inventoryClient.deduct(req.getSkuId(), req.getQuantity());

        // 3. 远程(支付服务)
        paymentClient.pay(req.getUserId(), req.getAmount());
    }
}

原理

每个 RM 在本地提交时记录前后镜像(快照 + undo_log),TC 根据情况决定 commit 或 rollback。

数据源代理

AT 模式需要 Seata 接管数据源:

java

@Configuration
public class DataSourceConfig {

    @Bean
    @Primary
    public DataSourceProxy dataSourceProxy(DataSource druidDataSource) {
        return new DataSourceProxy(druidDataSource);
    }
}

5.4 TCC 模式(手工)

适用于性能高或自动接管困难的场景。

接口定义:

java

public interface InventoryTccService {

    @TwoPhaseBusinessAction(
        name = "deductInventory",
        commitMethod = "commit",
        rollbackMethod = "rollback"
    )
    boolean tryDeduct(
        @BusinessActionContextParameter("skuId") String skuId,
        @BusinessActionContextParameter("qty") int qty
    );

    boolean commit(BusinessActionContext ctx);

    boolean rollback(BusinessActionContext ctx);
}

实现:

java

@Service
@Slf4j
public class InventoryTccServiceImpl implements InventoryTccService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;
    @Autowired
    private FrozenMapper frozenMapper;

    @Override
    public boolean tryDeduct(String skuId, int qty) {
        // 1. 检查库存
        if (inventoryMapper.getStock(skuId) < qty) {
            return false;
        }
        // 2. 冻结
        frozenMapper.freeze(skuId, qty);
        return true;
    }

    @Override
    public boolean commit(BusinessActionContext ctx) {
        // 真正扣减
        String skuId = (String) ctx.getActionContext("skuId");
        int qty = (int) ctx.getActionContext("qty");
        inventoryMapper.deduct(skuId, qty);
        frozenMapper.unfreeze(skuId, qty);
        return true;
    }

    @Override
    public boolean rollback(BusinessActionContext ctx) {
        String skuId = (String) ctx.getActionContext("skuId");
        int qty = (int) ctx.getActionContext("qty");
        // 解冻
        frozenMapper.unfreeze(skuId, qty);
        return true;
    }
}

5.5 Saga 模式

通过状态机编排:

json

{
  "name": "createOrder",
  "compensateCancel": true,
  "steps": [
    {
      "name": "createOrder",
      "compensate": "cancelOrder"
    },
    {
      "name": "deductInventory",
      "compensate": "compensateInventory"
    },
    {
      "name": "pay",
      "compensate": "refundPay"
    }
  ]
}

六、MQ 事务消息

RocketMQ 5.x 支持事务消息。

java

// 发送事务消息
TransactionSendResult result = rocketMQTemplate.sendMessageInTransaction(
    "order-events",
    MessageBuilder.withPayload(new OrderCreatedEvent(...)).build(),
    new TransactionSendCallback() {
        @Override
        public LocalTransactionState executeLocalTransactionBranch(Message msg, Object arg) {
            try {
                orderRepo.save(order);
                return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
            } catch (Exception e) {
                return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
            }
        }
    }
);

七、最佳实践

7.1 选择决策

业务	推荐方案
支付	TCC
订单	Seata AT / Saga
库存	TCC / Saga
退款	MQ 事务消息
通知	本地消息表

7.2 何时避免分布式事务

能拆分为独立流程的不需要事务
用 最终一致 + 补偿 替代强一致
用幂等 + 重试代替回滚
CQRS:读写分离,避开分布式事务

7.3 幂等保证

无论事务如何,业务操作必须幂等。

java

@Idempotent(key = "#req.orderId", type = IdempotentTypeEnum.SPEL)
public Order createOrder(OrderRequest req) {
    // 即使重试,只能创建一次订单
    if (orderRepo.exists(req.getOrderId())) {
        return orderRepo.findById(req.getOrderId());
    }
    return orderRepo.save(new Order(req));
}

7.4 异常场景

场景	处理
Seata Server 挂	TC 持久化,重启回放
业务悬挂(try 后没收到 commit)	定时补偿(扫描冻结记录)
资源一直加锁	加 timeout
undo_log 太大	定期清理已成功事务

八、本章小结

模式	一致性	性能	适用
2PC	强	低	单 DB
TCC	强	高	金融
Saga	最终	高	长流程
AT	弱强	高	通用
MQ 事务消息	最终	高	通用

动手练习

部署 Seata Server(单机版)
写一个"下单-扣库存-支付"的 Seata AT 例子,人工触发其中一个失败,观察回滚
用 TCC 实现"扣库存"接口
用 Saga 配置一个完整退款流程

第 227 章:分布式事务 ​

一、为什么需要分布式事务 ​

二、CAP 理论 ​

三、BASE 理论 ​

四、事务模式 ​

4.1 2PC(两阶段提交) ​

4.2 3PC(改进版 2PC) ​

4.3 TCC(补偿事务) ​

4.4 Saga(长事务拆分) ​

4.5 本地消息表 ​

4.6 模式对比 ​

五、Seata 实战 ​

5.1 核心角色 ​

5.2 部署 Seata Server ​

5.3 AT 模式(自动) ​

客户端依赖 ​

配置 ​

全局事务入口 ​

原理 ​

数据源代理 ​

5.4 TCC 模式(手工) ​

5.5 Saga 模式 ​

六、MQ 事务消息 ​

七、最佳实践 ​

7.1 选择决策 ​

7.2 何时避免分布式事务 ​

7.3 幂等保证 ​

7.4 异常场景 ​

八、本章小结 ​

动手练习 ​

推荐阅读 ​

第 227 章:分布式事务

一、为什么需要分布式事务

二、CAP 理论

三、BASE 理论

四、事务模式

4.1 2PC(两阶段提交)

4.2 3PC(改进版 2PC)

4.3 TCC(补偿事务)

4.4 Saga(长事务拆分)

4.5 本地消息表

4.6 模式对比

五、Seata 实战

5.1 核心角色

5.2 部署 Seata Server

5.3 AT 模式(自动)

客户端依赖

配置

全局事务入口

原理

数据源代理

5.4 TCC 模式(手工)

5.5 Saga 模式

六、MQ 事务消息

七、最佳实践

7.1 选择决策

7.2 何时避免分布式事务

7.3 幂等保证

7.4 异常场景

八、本章小结

动手练习

推荐阅读