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Seata四種模式項目實戰：入門與初級教程

標簽：

架構 Spring Cloud 微服務

概述

本文深入介绍了Seata四种模式（AT、TCC、Saga和XA）的项目实战，详细讲解了每种模式的工作流程和应用场景。通过实际案例和代码示例，展示了如何在微服务架构中使用Seata进行分布式事务的管理和优化。文章还提供了配置步骤和性能优化建议，帮助开发者更好地理解和应用Seata四种模式项目实战。

Seata简介与安装

Seata是什么

Seata（Simple Distributed Transaction Access Layer）是一个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。Seata支持四种主要的分布式事务模式：AT（Auto-Commit Transaction）、TCC（Try-Confirm-Cancel）、Saga 和 XA。Seata的目标是帮助微服务架构下进行分布式事务的容错处理，确保数据一致性。

Seata的核心组件包括：

Server：作为Seata的分布式事务管理器，负责分布式事务的协调。
Store：持久化事务日志，支持文件和数据库两种方式。
Client：作为Seata的分布式事务参与者，嵌入到微服务应用中。

Seata的核心概念解析

Transaction Service：Seata提供的分布式事务管理服务，负责协调和管理分布式事务的执行。
Transaction Coordinator (TC)：事务的协调者，运行在Seata Server中，负责开启、提交或回滚分布式事务。
Transaction Participant (TP)：事务的参与者，嵌入到微服务应用中，负责处理本地事务操作。
Global Transaction：全局事务，由多个本地事务组成，跨越多个服务节点。
Branch Transaction：分支事务，是全局事务的一部分，负责处理单个服务节点中的本地事务操作。

通过Seata，可以有效地管理微服务架构中的分布式事务，提高系统的可靠性和一致性。

Seata的安装步骤

环境准备

操作系统：Windows、Linux、macOS
Java环境：JDK 8 或更高版本
数据库：MySQL、PostgreSQL、Oracle等
IDE：IntelliJ IDEA、Eclipse、Visual Studio Code

安装步骤

下载Seata：从GitHub上下载最新版本的Seata，或者使用Maven或Gradle依赖管理工具添加Seata依赖。

<!-- Maven依赖配置 -->
<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata Server：

下载Seata Server：下载Seata Server的压缩包并解压。

配置server.conf：

# server.conf
server {
  port = 8091
  protocol = tcp
  store {
      mode = db # 文件模式(file)或数据库模式(db)
      db {
          current.shardingNode = shardingNode0
          shardingNode {
              shardingNode0 {
                  datasourceName = ds1
                  url = jdbc:mysql://localhost:3306/seata?characterEncoding=utf8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
                  user = root
                  password = root
              }
          }
      }
  }
}

该配置文件定义了Seata Server的端口、协议类型以及持久化模式。当选择数据库模式时，需要配置数据库的连接信息。

启动Seata Server：在命令行中执行启动命令。
```
sh ./bin/seata-server.sh
```

配置微服务应用：在微服务应用中引入Seata Client依赖，并配置相关属性。

# application.yml
seata {
   enabled = true
   application-id = my_application
   transaction-service-group = my_group
   service {
       vgroup = my_group {
           load-balance = round-robin
           registry {
               registry-type = file
               file-refresh-rate = 3000
           }
       }
   }
   config {
       type = nacos
       nacos {
           server-addr = localhost:8848
           group = SEATA_GROUP
       }
   }
}

启动微服务应用：启动包含Seata Client的微服务应用。

AT模式实战

AT模式介绍

AT模式（Auto-Commit Transaction）是Seata中最常用的一种分布式事务模式，它通过自动的预提交、回滚操作，实现分布式事务的透明化管理。AT模式的核心在于自动处理数据库的事务操作，不需要对业务代码进行侵入性的修改。

AT模式的工作流程如下：

全局事务开始：Seata Server收到全局事务开始请求，生成全局事务ID。
本地事务执行：各个参与者执行各自的本地事务，并在本地数据库中记录日志。
提交确认：本地事务提交后，发送提交确认请求给Seata Server。
全局提交：Seata Server收到所有参与者的提交确认后，进行全局提交。
全局回滚：如果某个参与者提交失败，Seata Server将执行全局回滚操作。

AT模式配置与应用

配置步骤

引入Seata依赖：

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata属性：

seata {
   enabled = true
   application-id = my_application
   transaction-service-group = my_group
   service {
       vgroup = my_group {
           load-balance = round-robin
           registry {
               registry-type = file
               file-refresh-rate = 3000
           }
       }
   }
   config {
       type = nacos
       nacos {
           server-addr = localhost:8848
           group = SEATA_GROUP
       }
   }
}

配置数据库连接信息：

spring.datasource {
   url = jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
   username = root
   password = root
}

应用示例

假设我们有两个服务：订单服务和库存服务。订单服务需要调用库存服务，确保交易的安全性。

订单服务代码如下：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private SeataTransactionTemplate seataTransactionTemplate;

    public void createOrder(Order order) {
        seataTransactionTemplate.execute(() -> {
            orderMapper.insertOrder(order);
            InventoryService inventoryService = new InventoryService();
            inventoryService.decreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            return null;
        });
    }
}

库存服务代码如下：

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void decreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.decreaseInventory(productId, count);
    }
}

AT模式实战案例分析

案例背景

假设有两个微服务：订单服务和库存服务。订单服务需要在下单时减少库存。为了保证数据的一致性，使用Seata的AT模式来管理分布式事务。

案例解析

全局事务开始：订单服务在下单时启动全局事务。
本地事务执行：订单服务执行插入订单的操作，并调用库存服务减少库存。
提交确认：订单服务插入订单成功后，调用库存服务减少库存。库存服务执行本地事务并提交。
全局提交：Seata Server收到所有参与者的提交确认后，进行全局提交。
全局回滚：如果库存服务减少库存失败，Seata Server将执行全局回滚操作，撤销订单服务的插入操作。

模拟代码

订单服务代码如下：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private SeataTransactionTemplate seataTransactionTemplate;

    public void createOrder(Order order) {
        seataTransactionTemplate.execute(() -> {
            orderMapper.insertOrder(order);
            InventoryService inventoryService = new InventoryService();
            inventoryService.decreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            return null;
        });
    }
}

库存服务代码如下：

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void decreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.decreaseInventory(productId, count);
    }
}

TCC模式实战

TCC模式介绍

TCC（Try-Confirm-Cancel）模式是一种两阶段提交的分布式事务模式，它将每个分布式事务的操作拆分为三个步骤：Try、Confirm和Cancel。TCC模式通过显式的编程方式来强制所有参与者都遵循统一的规则，从而保证分布式事务的一致性。

TCC模式的工作流程如下：

Try阶段：每个参与者尝试执行业务逻辑，但不提交事务，只进行预检查和资源预留。
Confirm阶段：所有参与者确认执行Try阶段的结果，提交事务。
Cancel阶段：如果Try阶段失败，所有参与者回滚事务。

优点

强一致性：TCC模式通过显式的编程方式，确保所有参与者都遵循统一的规则，从而保证事务的一致性。
可扩展性：TCC模式可以很好地支持微服务架构的扩展，每个服务都可以独立地进行业务逻辑处理。

TCC模式配置与应用

配置步骤

引入Seata依赖：

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata属性：

seata {
   enabled = true
   application-id = my_application
   transaction-service-group = my_group
   service {
       vgroup = my_group {
           load-balance = round-robin
           registry {
               registry-type = file
               file-refresh-rate = 3000
           }
       }
   }
   config {
       type = nacos
       nacos {
           server-addr = localhost:8848
           group = SEATA_GROUP
       }
   }
}

配置数据库连接信息：

spring.datasource {
   url = jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
   username = root
   password = root
}

应用示例

假设我们需要实现一个订单和库存的TCC流程。订单服务需要调用库存服务，确保交易的安全性。

订单服务代码如下：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private SeataTccTemplate seataTccTemplate;

    public void createOrder(Order order) {
        seataTccTemplate.execute(() -> {
            // Try阶段
            orderMapper.insertOrder(order);
            InventoryService inventoryService = new InventoryService();
            inventoryService.tryDecreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());

            // Confirm阶段
            inventoryService.confirmDecreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            return null;
        });
    }
}

库存服务代码如下：

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void tryDecreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.tryDecreaseInventory(productId, count);
    }

    public void confirmDecreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.confirmDecreaseInventory(productId, count);
    }

    public void cancelDecreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.cancelDecreaseInventory(productId, count);
    }
}

TCC模式实战案例分析

案例背景

假设有两个微服务：订单服务和库存服务。订单服务需要在下单时减少库存。为了保证数据的一致性，使用Seata的TCC模式来管理分布式事务。

案例解析

Try阶段：订单服务启动全局事务，调用库存服务进行资源预留。
Confirm阶段：订单服务确认Try阶段的结果，调用库存服务提交事务。
Cancel阶段：如果任意一步操作失败，调用库存服务取消预留的资源。

模拟代码

订单服务代码如下：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private SeataTccTemplate seataTccTemplate;

    public void createOrder(Order order) {
        seataTccTemplate.execute(() -> {
            orderMapper.insertOrder(order);
            InventoryService inventoryService = new InventoryService();
            inventoryService.tryDecreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            inventoryService.confirmDecreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            return null;
        });
    }
}

库存服务代码如下：

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void tryDecreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.tryDecreaseInventory(productId, count);
    }

    public void confirmDecreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.confirmDecreaseInventory(productId, count);
    }

    public void cancelDecreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.cancelDecreaseInventory(productId, count);
    }
}

Saga模式实战

Saga模式介绍

Saga模式是一种长事务的处理模式，它将一个分布式事务拆分为多个本地事务的序列执行。每个本地事务提交后，下一个事务继续执行，直到所有事务都成功提交。如果某个本地事务失败，Saga模式会回滚之前成功提交的事务，确保数据的一致性。

Saga模式的工作流程如下：

本地事务执行：每个参与者执行本地事务。
提交确认：每个本地事务提交后，检查其执行结果。
补偿阶段：如果某个参与者失败，执行补偿操作，撤销之前成功提交的事务。

优点

灵活性：Saga模式可以很好地支持复杂的业务流程，每个步骤都可以独立地进行业务逻辑处理。
可扩展性：每个参与者可以独立地进行扩展和优化。

Saga模式配置与应用

配置步骤

引入Seata依赖：

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata属性：

seata {
   enabled = true
   application-id = my_application
   transaction-service-group = my_group
   service {
       vgroup = my_group {
           load-balance = round-robin
           registry {
               registry-type = file
               file-refresh-rate = 3000
           }
       }
   }
   config {
       type = nacos
       nacos {
           server-addr = localhost:8848
           group = SEATA_GROUP
       }
   }
}

配置数据库连接信息：

spring.datasource {
   url = jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
   username = root
   password = root
}

应用示例

假设我们需要实现一个订单和库存的Saga流程。订单服务需要调用库存服务，确保交易的安全性。

订单服务代码如下：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private SeataSagaTemplate seataSagaTemplate;

    public void createOrder(Order order) {
        seataSagaTemplate.execute(() -> {
            orderMapper.insertOrder(order);
            InventoryService inventoryService = new InventoryService();
            inventoryService.decreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            return null;
        });
    }
}

库存服务代码如下：

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void decreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.decreaseInventory(productId, count);
    }

    public void undoDecreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.undoDecreaseInventory(productId, count);
    }
}

Saga模式实战案例分析

案例背景

假设有两个微服务：订单服务和库存服务。订单服务需要在下单时减少库存。为了保证数据的一致性，使用Seata的Saga模式来管理分布式事务。

案例解析

本地事务执行：订单服务启动全局事务，调用库存服务减少库存。
提交确认：每个本地事务提交后，检查其执行结果。
补偿阶段：如果某个参与者失败，执行补偿操作，撤销之前成功提交的事务。

模拟代码

订单服务代码如下：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private SeataSagaTemplate seataSagaTemplate;

    public void createOrder(Order order) {
        seataSagaTemplate.execute(() -> {
            orderMapper.insertOrder(order);
            InventoryService inventoryService = new InventoryService();
            inventoryService.decreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            return null;
        });
    }
}

库存服务代码如下：

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void decreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.decreaseInventory(productId, count);
    }

    public void undoDecreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.undoDecreaseInventory(productId, count);
    }
}

XA模式实战

XA模式介绍

XA模式（两阶段提交协议）是一种传统的分布式事务处理模式，它通过两阶段提交协议来管理分布式事务的一致性。XA模式的核心在于通过事务管理器和资源管理器的协同工作，确保分布式事务的一致性。

XA模式的工作流程如下：

预备阶段：所有参与者执行本地事务，但不提交。事务管理器收到所有参与者的预备确认后，进行提交决定。
提交阶段：事务管理器通知所有参与者提交本地事务。
回滚阶段：如果在预备阶段有任何参与者失败，事务管理器通知所有参与者回滚本地事务。

优点

成熟度：XA模式是一种成熟且稳定的分布式事务处理模式，被广泛应用于数据库系统。
兼容性：XA模式与各种数据库系统兼容，支持多种资源管理器。

XA模式配置与应用

配置步骤

引入Seata依赖：

<dependency>
   <groupId>io.seata</groupId>
   <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.6.1</version>
</dependency>

配置Seata属性：

seata {
   enabled = true
   application-id = my_application
   transaction-service-group = my_group
   service {
       vgroup = my_group {
           load-balance = round-robin
           registry {
               registry-type = file
               file-refresh-rate = 3000
           }
       }
   }
   config {
       type = nacos
       nacos {
           server-addr = localhost:8848
           group = SEATA_GROUP
       }
   }
}

配置数据库连接信息：

spring.datasource {
   url = jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
   username = root
   password = root
}

应用示例

假设我们需要实现一个订单和库存的XA流程。订单服务需要调用库存服务，确保交易的安全性。

订单服务代码如下：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private SeataXaTemplate seataXaTemplate;

    public void createOrder(Order order) {
        seataXaTemplate.execute(() -> {
            orderMapper.insertOrder(order);
            InventoryService inventoryService = new InventoryService();
            inventoryService.decreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            return null;
        });
    }
}

库存服务代码如下：

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void decreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.decreaseInventory(productId, count);
    }
}

XA模式实战案例分析

案例背景

假设有两个微服务：订单服务和库存服务。订单服务需要在下单时减少库存。为了保证数据的一致性，使用Seata的XA模式来管理分布式事务。

案例解析

预备阶段：订单服务启动全局事务，调用库存服务减少库存。
提交阶段：订单服务确认所有参与者成功执行后，提交全局事务。
回滚阶段：如果任意一步操作失败，订单服务回滚全局事务。

模拟代码

订单服务代码如下：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    @Autowired
    private SeataXaTemplate seataXaTemplate;

    public void createOrder(Order order) {
        seataXaTemplate.execute(() -> {
            orderMapper.insertOrder(order);
            InventoryService inventoryService = new InventoryService();
            inventoryService.decreaseInventory(order.getProductId(), order.getCount());
            return null;
        });
    }
}

库存服务代码如下：

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void decreaseInventory(Long productId, int count) {
        inventoryMapper.decreaseInventory(productId, count);
    }
}

总结与展望

Seata四种模式总结

Seata提供了四种分布式事务模式：AT、TCC、Saga和XA。每种模式都有其特点和适用场景：

AT模式：适用于不需要侵入业务代码的场景，能够自动处理数据库的事务操作。
TCC模式：适用于需要显式控制分布式事务的场景，确保所有参与者都遵循统一的规则。
Saga模式：适用于复杂的业务流程，每个步骤都可以独立地进行业务逻辑处理。
XA模式：适用于需要兼容传统数据库系统的场景，支持多种资源管理器。

Seata在项目中的应用建议

选择合适的模式：根据项目的特点和需求选择合适的分布式事务模式。如果项目需要保证强一致性，可以考虑使用TCC模式；如果项目需要兼容传统数据库系统，可以考虑使用XA模式。
代码透明化：使用Seata提供的模板类（如SeataTransactionTemplate），可以使业务代码透明化地支持分布式事务。
性能优化：合理配置Seata Server的参数，如持久化模式、连接池配置等，以提高系统的性能和稳定性。

Seata未来的发展方向

多语言支持：Seata未来可能会支持更多的编程语言，如Python、Go等，以满足不同开发环境的需求。
云原生应用：Seata可能会更好地支持云原生应用，如Kubernetes、Docker等，以适应现代微服务架构的需求。
社区生态：Seata社区可能会提供更多插件和工具，以简化分布式事务的管理，提高开发效率。

通过Seata，可以有效地管理微服务架构中的分布式事务，提高系统的可靠性和一致性。

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