在线体验：Seata实验室

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一. 前言

相信 youlai-mall 的实验室大家有曾在项目中见到过，但应该都还处于陌生的阶段，毕竟在此之前实验室多是以概念般的形式存在，所以我想借着此次的机会，对其进行一个详细的说明。

实验室模块的建立初衷和开源项目的成立一致的，都是为了提升开发成员的技术能力，只不过开源项目是从技术栈广度上(全栈)，而实验室则是从技术栈深度方面切入，更重要的它是一种更深刻而又高效的学习方式。为什么能够这么说？因为实验室是结合真实的业务场景把中间件的作用可视化出来，达到通过现象去看本质(<span style="color:red">原理和源码</span>)的目的，再也不是被动式输入的短期记忆学习。

实验室未来计划是将工作和面试常见的中间件(Spring、MyBatis、Redis、Seata、MQ、MySQL、ES等)做进来，本篇就以 Seata 为例正式为有来实验室拉开一个序幕。

二. Seata 概念

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。Seata 将为用户提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。

三. Seata 服务端部署

中间件声明

官方链接

Seata 数据库

Seata 表结构MySQL脚本在线地址： https://github.com/seata/seata/blob/1.5.2/script/server/db/mysql.sql

执行以下脚本完成 Seata 数据库创建和表的初始化：

-- 1. 执行语句创建名为 seata 的数据库
CREATE DATABASE seata DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT COLLATE utf8mb4_general_ci;

-- 2.执行脚本完成 Seata 表结构的创建
use seata;

-- 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_status_gmt_modified` (`status` , `gmt_modified`),
    KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

-- 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 = utf8mb4;

-- 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),
    `status`         TINYINT      NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '0:locked ,1:rollbacking',
    `gmt_create`     DATETIME,
    `gmt_modified`   DATETIME,
    PRIMARY KEY (`row_key`),
    KEY `idx_status` (`status`),
    KEY `idx_branch_id` (`branch_id`),
    KEY `idx_xid_and_branch_id` (`xid` , `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `distributed_lock`
(
    `lock_key`       CHAR(20) NOT NULL,
    `lock_value`     VARCHAR(20) NOT NULL,
    `expire`         BIGINT,
    primary key (`lock_key`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('AsyncCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryRollbacking', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('TxTimeoutCheck', ' ', 0);

Seata 配置

这里采用 Nacos 作为配置中心的方式，所以需要把 Seata 的外置配置 放置在Nacos上

1. 获取 Seata 外置配置

获取Seata 配置在线地址：https://github.com/seata/seata/blob/1.5.2/script/config-center/config.txt

完整配置如下：

#For details about configuration items, see https://seata.io/zh-cn/docs/user/configurations.html
#Transport configuration, for client and server
transport.type=TCP
transport.server=NIO
transport.heartbeat=true
transport.enableTmClientBatchSendRequest=false
transport.enableRmClientBatchSendRequest=true
transport.enableTcServerBatchSendResponse=false
transport.rpcRmRequestTimeout=30000
transport.rpcTmRequestTimeout=30000
transport.rpcTcRequestTimeout=30000
transport.threadFactory.bossThreadPrefix=NettyBoss
transport.threadFactory.workerThreadPrefix=NettyServerNIOWorker
transport.threadFactory.serverExecutorThreadPrefix=NettyServerBizHandler
transport.threadFactory.shareBossWorker=false
transport.threadFactory.clientSelectorThreadPrefix=NettyClientSelector
transport.threadFactory.clientSelectorThreadSize=1
transport.threadFactory.clientWorkerThreadPrefix=NettyClientWorkerThread
transport.threadFactory.bossThreadSize=1
transport.threadFactory.workerThreadSize=default
transport.shutdown.wait=3
transport.serialization=seata
transport.compressor=none

#Transaction routing rules configuration, only for the client
service.vgroupMapping.default_tx_group=default
#If you use a registry, you can ignore it
service.default.grouplist=127.0.0.1:8091
service.enableDegrade=false
service.disableGlobalTransaction=false

#Transaction rule configuration, only for the client
client.rm.asyncCommitBufferLimit=10000
client.rm.lock.retryInterval=10
client.rm.lock.retryTimes=30
client.rm.lock.retryPolicyBranchRollbackOnConflict=true
client.rm.reportRetryCount=5
client.rm.tableMetaCheckEnable=true
client.rm.tableMetaCheckerInterval=60000
client.rm.sqlParserType=druid
client.rm.reportSuccessEnable=false
client.rm.sagaBranchRegisterEnable=false
client.rm.sagaJsonParser=fastjson
client.rm.tccActionInterceptorOrder=-2147482648
client.tm.commitRetryCount=5
client.tm.rollbackRetryCount=5
client.tm.defaultGlobalTransactionTimeout=60000
client.tm.degradeCheck=false
client.tm.degradeCheckAllowTimes=10
client.tm.degradeCheckPeriod=2000
client.tm.interceptorOrder=-2147482648
client.undo.dataValidation=true
client.undo.logSerialization=jackson
client.undo.onlyCareUpdateColumns=true
server.undo.logSaveDays=7
server.undo.logDeletePeriod=86400000
client.undo.logTable=undo_log
client.undo.compress.enable=true
client.undo.compress.type=zip
client.undo.compress.threshold=64k
#For TCC transaction mode
tcc.fence.logTableName=tcc_fence_log
tcc.fence.cleanPeriod=1h

#Log rule configuration, for client and server
log.exceptionRate=100

#Transaction storage configuration, only for the server. The file, DB, and redis configuration values are optional.
store.mode=file
store.lock.mode=file
store.session.mode=file
#Used for password encryption
store.publicKey=

#If `store.mode,store.lock.mode,store.session.mode` are not equal to `file`, you can remove the configuration block.
store.file.dir=file_store/data
store.file.maxBranchSessionSize=16384
store.file.maxGlobalSessionSize=512
store.file.fileWriteBufferCacheSize=16384
store.file.flushDiskMode=async
store.file.sessionReloadReadSize=100

#These configurations are required if the `store mode` is `db`. If `store.mode,store.lock.mode,store.session.mode` are not equal to `db`, you can remove the configuration block.
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?useUnicode=true&rewriteBatchedStatements=true
store.db.user=username
store.db.password=password
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.distributedLockTable=distributed_lock
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000

#These configurations are required if the `store mode` is `redis`. If `store.mode,store.lock.mode,store.session.mode` are not equal to `redis`, you can remove the configuration block.
store.redis.mode=single
store.redis.single.host=127.0.0.1
store.redis.single.port=6379
store.redis.sentinel.masterName=
store.redis.sentinel.sentinelHosts=
store.redis.maxConn=10
store.redis.minConn=1
store.redis.maxTotal=100
store.redis.database=0
store.redis.password=
store.redis.queryLimit=100

#Transaction rule configuration, only for the server
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000
server.maxCommitRetryTimeout=-1
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
server.rollbackRetryTimeoutUnlockEnable=false
server.distributedLockExpireTime=10000
server.xaerNotaRetryTimeout=60000
server.session.branchAsyncQueueSize=5000
server.session.enableBranchAsyncRemove=false
server.enableParallelRequestHandle=false

#Metrics configuration, only for the server
metrics.enabled=false
metrics.registryType=compact
metrics.exporterList=prometheus
metrics.exporterPrometheusPort=9898

2. 导入配置至 Nacos

在 Nacos 默认的 public 命名空间下 ，新建配置 Data ID 为 seataServer.properties ，Group 为 SEATA_GROUP 的配置

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3. 修改 Seata 外置配置

把默认 Seata 全量配置导入 Nacos 之后，本篇这里仅需修存储模式为db以及对应的db连接配置

# 修改store.mode为db，配置数据库连接
store.mode=db
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://192.168.10.98:3306/seata?useUnicode=true&rewriteBatchedStatements=true
store.db.user=root
store.db.password=123456

• **store.mode=db **存储模式选择为数据库
• 192.168.10.98 MySQL主机地址
• store.db.user=root 数据库用户名
• store.db.password=123456 数据库密码

Seata 部署

Seata 官方部署文档：https://seata.io/zh-cn/docs/ops/deploy-by-docker.html

1. 获取应用配置

按照官方文档描述使用自定义配置文件的部署方式，需要先创建临时容器把配置copy到宿主机

创建临时容器

docker run -d --name seata-server -p 8091:8091 -p 7091:7091 seataio/seata-server:1.5.2

创建挂载目录

mkdir -p /mnt/seata/config

复制容器配置至宿主机

docker cp seata-server:/seata-server/resources/ /mnt/seata/config

注意复制到宿主机的目录，下文启动容器需要做宿主机和容器的目录挂载

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过河拆桥，删除临时容器

docker rm -f seata-server

2. 修改启动配置

在获取到 seata-server 的应用配置之后，因为这里采用 Nacos 作为 seata 的配置中心和注册中心，所以需要修改 application.yml 里的配置中心和注册中心地址，详细配置我们可以从 application.example.yml 拿到。

application.yml 原配置

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修改后的配置(参考 application.example.yml 示例文件)，以下是需要调整的部分，其他配置默认即可

seata:
  config:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 192.168.10.99:8848
      namespace:
      group: SEATA_GROUP
      data-id: seataServer.properties
  registry:
    type: nacos
    preferred-networks: 30.240.*
    nacos:
      application: seata-server
      server-addr: 192.168.10.99:8848
      namespace:
      group: SEATA_GROUP
      cluster: default
  # 存储模式在外置配置(Nacos)中，Nacos 配置加载优先级大于application.yml，会被application.yml覆盖，所以此处注释
  #store:
    #mode: file

• 192.168.10.99 是Nacos宿主机的IP地址，Docker部署别错填 localhost 或Docker容器的IP(172.17. * . *)
• namespace nacos命名空间id，不填默认是public命名空间
• data-id: seataServer.properties Seata外置文件所处Naocs的Data ID，参考上小节的 导入配置至 Nacos
• group: SEATA_GROUP 指定注册至nacos注册中心的分组名
• cluster: default 指定注册至nacos注册中心的集群名

3. 启动容器

docker run -d --name seata-server --restart=always  \
-p 8091:8091 \
-p 7091:7091 \
-e SEATA_IP=192.168.10.100 \
-v /mnt/seata/config:/seata-server/resources \
seataio/seata-server:1.5.2 

• /mnt/seata/config Seata应用配置挂载在宿主机的目录

• 192.168.10.100 Seata 宿主机IP地址

在 nacos 控制台 的 public 命名空间下服务列表里有 seata-server 说明部署启动成功

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如果启动失败或者未注册到 nacos , 基本是粗心的结果，请仔细检查下自己 application.yml 的注册中心配置或查看日志

 docker logs -f --tail=100 seata-server

以上就完成对 Seata 服务端的部署和配置，接下来就是 SpringBoot 与 Seata 客户端的整合。

四. Seata 客户端搭建

1. Maven 依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
    <!-- 默认seata客户端版本比较低，排除后重新引入指定版本-->
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>io.seata</groupId>
            <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.seata</groupId>
    <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.5.2</version>
</dependency>

2. undo_log 表

undo_log表脚本： https://github.com/seata/seata/blob/1.5.2/script/client/at/db/mysql.sql

-- 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 = InnoDB
  AUTO_INCREMENT = 1
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4 COMMENT ='AT transaction mode undo table';

AT模式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。

Seata的AT模式下之所以在第一阶段直接提交事务，依赖的是需要在每个RM创建一张undo_log表，记录业务执行前后的数据快照。

如果二阶段需要回滚，直接根据undo_log表回滚，如果执行成功，则在第二阶段删除对应的快照数据。

3. 客户端配置

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# Seata配置
seata:
  enabled: true
  # 指定事务分组至集群映射关系，集群名default需要与seata-server注册到Nacos的cluster保持一致
  service:
    vgroup-mapping:
      mall_tx_group: default 
  # 事务分组配置
  tx-service-group: mall_tx_group
  registry:
    type: nacos
    nacos:
      application: seata-server
      # nacos 服务地址
      server-addr: 192.168.10.99:8848
      namespace:
      group: SEATA_GROUP

以上3点就是 Seata 客户端需要做的事项，下面就 Seata 如何实战应用进行展开详细说明。

五. Seata 实战

Seata 官网示例： http://seata.io/zh-cn/docs/user/quickstart.html

需求

用户购买商品订单支付的业务逻辑。整个业务逻辑由3个微服务提供支持：

• 商品服务：扣减商品库存。
• 订单服务：修改订单状态【已支付】。
• 会员服务：扣减账户余额。

架构图

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• TM：事务管理器(有来实验室：laboratory)
• RM：资源管理器(商城服务：mall-pms；会员服务：mall-ums；订单服务：mall-oms)
• TC ：事务协调者(Seata服务端：seata-server)

代码实现

有来实验室

实验室在“订单支付”案例中扮演的是【事务管理器】的角色，其工作内容是开始全局事务、提交或回滚全局事务。

按照 【第三节-Seata客户端搭建 】 在 laboratory 模块添加 Maven 依赖和客户端的配置。

订单支付关键代码片段(SeataServiceImpl#payOrderWithGlobalTx)，通过注解 GlobalTransactional 开启全局事务，通过对商品 Feign 客户端和订单 Feign 客户端的调用完成订单支付的流程，这是全局事务开始的地方。

    /**
     * 订单支付(全局事务)
     */
    @GlobalTransactional
    public boolean payOrderWithGlobalTx(SeataForm seataForm) {

        log.info("========扣减商品库存========");
        skuFeignClient.deductStock(skuId, 1); 

        log.info("========订单支付========");
        orderFeignClient.payOrder(orderId, ...);

        return true;
    }

商品服务

按照 【第三节-Seata客户端搭建 】 在 mall-pms 模块添加 Maven 依赖和客户端的配置，在 mall-pms 数据库创建 undo_log 表。

扣减库存关键代码：

    /**
     * 「实验室」扣减商品库存
     */
    public boolean deductStock(Long skuId, Integer num) {
        boolean result = this.update(new LambdaUpdateWrapper<PmsSku>()
                .setSql("stock_num = stock_num - " + num)
                .eq(PmsSku::getId, skuId)
        );
        return result;
    }

订单服务

按照 【第三节-Seata客户端搭建 】 在 mall-oms 模块添加 Maven 依赖和客户端的配置，在 mall-oms 数据库创建 undo_log 表。

订单支付关键代码：

    /**
     * 「实验室」订单支付
     */
    public Boolean payOrder(Long orderId, SeataOrderDTO orderDTO) {

        Long memberId = orderDTO.getMemberId();
        Long amount = orderDTO.getAmount();

        // 扣减账户余额
        memberFeignClient.deductBalance(memberId, amount);

        // 【关键】如果开启异常，全局事务将会回滚
        Boolean openEx = orderDTO.getOpenEx();
        if (openEx) {
            int i = 1 / 0;
        }

        // 修改订单【已支付】
        boolean result = this.update(new LambdaUpdateWrapper<OmsOrder>()
                .eq(OmsOrder::getId, orderId)
                .set(OmsOrder::getStatus, OrderStatusEnum.WAIT_SHIPPING.getValue())
        );

        return result;
    }

会员服务

按照 【第三节-Seata客户端搭建 】 在 mall-ums 模块添加 Maven 依赖和客户端的配置，在 mall-ums 数据库创建 undo_log 表。

扣减余额关键代码：

    @ApiOperation(value = "「实验室」扣减会员余额")
    @PutMapping("/{memberId}/balances/_deduct")
    public Result deductBalance(@PathVariable Long memberId, @RequestParam Long amount) {
        boolean result = memberService.update(new LambdaUpdateWrapper<UmsMember>()
                .setSql("balance = balance - " + amount)
                .eq(UmsMember::getId, memberId));
        return Result.judge(result);
    }

测试

以上就基于 youlai-mall 商城订单支付的业务简单实现的 Seata 实验室，接下来通过测试来看看 Seata 分布式事务的能力。

未开启事务

未开启事务前提： 订单状态因为异常修改失败，但这并未影响到商品库存扣减和余额扣减成功的结果，明显这不是希望的结果。

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开启事务

开启事务前提：订单状态修改发生异常，同时也回滚了扣减库存、扣减余额的行为，可见 Seata 分布式事务生效。

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六. Seata 源码

因为 Seata 源码牵涉角色比较多，需要在本地搭建 seata-server 然后和 Seata 客户端交互调试，后面整理出来会单独拿一篇文章进行进行具体分析。

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七. 结语

本篇通过 Seata 1.5.2 版本部署到实战讲述了 Seata 分布式事务AT模式在商城订单支付业务场景的应用，相信大家对 Seata 和有来实验室有个初步的认知，但这里还只是一个开始，后续会有更多的热门中间件登上实验室舞台。当然，可见这个舞台很大，所以也希望有兴趣或者有想法同学加入有来实验室的开发。

附. 源码

本文源码已推送至gitee和github仓库