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分布式事务解决方案--XA 规范与 TCC 事务模型简介

专栏Spring Cloud Alibaba 从入门到放弃
发布于 2020-12-09 阅读 2394
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前言

1、什么是分布式事务
分布式事务就是指事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器分别位于不同的分布式系统的不同节点之上。以上是百度百科的解释,简单的说,就是一次大的操作由不同的小操作组成,这些小的操作分布在不同的服务器上,且属于不同的应用,分布式事务需要保证这些小操作要么全部成功,要么全部失败。本质上来说,分布式事务就是为了保证不同数据库的数据一致性。

2、分布式事务的产生的原因
2.1、数据库分库分表
当数据库单表一年产生的数据超过1000W,那么就要考虑分库分表,具体分库分表的原理在此不做解释,以后有空详细说,简单的说就是原来的一个数据库变成了多个数据库。这时候,如果一个操作既访问01库,又访问02库,而且要保证数据的一致性,那么就要用到分布式事务。
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2.2、应用SOA化
所谓的SOA化,就是业务的服务化。比如原来单机支撑了整个电商网站,现在对整个网站进行拆解,分离出了订单中心、用户中心、库存中心。对于订单中心,有专门的数据库存储订单信息,用户中心也有专门的数据库存储用户信息,库存中心也会有专门的数据库存储库存信息。这时候如果要同时对订单和库存进行操作,那么就会涉及到订单数据库和库存数据库,为了保证数据一致性,就需要用到分布式事务。

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一、什么是XA规范

XA 是由 X/Open 组织提出的分布式事务规范,XA 规范主要定义了事务协调者(Transaction Manager)和资源管理器(Resource Manager)之间的接口。

在XA规范之前,存在着一个DTP模型,该模型规范了分布式事务的模型设计。

DTP规范中主要包含了AP、RM、TM三个部分,其中AP是应用程序,是事务发起和结束的地方;RM是资源管理器,主要负责管理每个数据库的连接数据源;TM是事务管理器,负责事务的全局管理,包括事务的生命周期管理和资源的分配协调等。

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二、XA是如何工作的

XA事务是两阶段提交的一种实现方式,根据 2PC 的规范,XA 将一次事务分割成了两个阶段,即 Prepare 和 Commit 阶段。

Prepare 阶段, TM 向所有 RM 发送 prepare 指令,RM 接受到指令后,执行数据修改和日志记录等操作,然后返回可以提交或者不提交的消息给 TM。如果事务协调者 TM 收到所有参与者都准备好的消息,会通知所有的事务提交,然后进入第二阶段。

Commit 阶段, TM 接受到所有 RM 的 prepare 结果,如果有 RM 返回是不可提交或者超时,那么向所有 RM 发送 Rollback 命令;如果所有 RM 都返回可以提交,那么向所有 RM 发送 Commit 命令,完成一次事务操作。

三、 什么是TCC 事务模型

TCC(Try-Confirm-Cancel)的概念来源于 Pat Helland 发表的一篇名为“Life beyond Distributed Transactions:an Apostate’s Opinion”的论文。

TCC 提出了一种新的事务模型,基于业务层面的事务定义,锁粒度完全由业务自己控制,目的是解决复杂业务中,跨表跨库等大颗粒度资源锁定的问题。TCC 把事务运行过程分成 Try、Confirm / Cancel 两个阶段,每个阶段的逻辑由业务代码控制,避免了长事务,可以获取更高的性能。

四、TCC是如何工作的

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Try 阶段: 调用 Try 接口,尝试执行业务,完成所有业务检查,预留业务资源。

Confirm 或 Cancel 阶段: 两者是互斥的,只能进入其中一个,并且都满足幂等性,允许失败重试。

Confirm 操作: 对业务系统做确认提交,确认执行业务操作,不做其他业务检查,只使用 Try 阶段预留的业务资源。
Cancel 操作: 在业务执行错误,需要回滚的状态下执行业务取消,释放预留资源。

Try 阶段失败可以 Cancel,如果 Confirm 和 Cancel 阶段失败了怎么办?

TCC 中会添加事务日志,如果 Confirm 或者 Cancel 阶段出错,则会进行重试,所以这两个阶段需要支持幂等;如果重试失败,则需要人工介入进行恢复和处理等。

四、 TCC与XA对比

  • XA是资源层面的分布式事务,强一致性,在两阶段提交的整个过程中,一直会持有资源的锁。基于数据库锁实现,需要数据库支持XA协议,由于在执行事务的全程都需要对相关数据加锁,一般高并发性能会比较差

  • TCC是业务层面的分布式事务,最终一致性,不会一直持有资源的锁,性能较好。但是对微服务的侵入性强,微服务的每个事务都必须实现try、confirm、cancel等3个方法,开发成本高,今后维护改造的成本也高为了达到事务的一致性要求,try、confirm、cancel接口必须实现幂等性操作由于事务管理器要记录事务日志,必定会损耗一定的性能,并使得整个TCC事务时间拉长

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阿满
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励志做一条安静的咸鱼,从此走上人生巅峰。

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