目錄

1.分布式事務(wù)問(wèn)題

1.1本地事務(wù)

1.2分布式事務(wù)

2.理論基礎(chǔ)

2.1CAP定理

2.1.1一致性

2.1.2可用性

2.1.3分區(qū)容錯(cuò)

2.1.4矛盾

2.2BASE理論

2.3解決分布式事務(wù)的思路

1.分布式事務(wù)問(wèn)題

1.1本地事務(wù)

本地事務(wù)，也就是傳統(tǒng)的單機(jī)事務(wù)。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)中，必須要滿足四個(gè)原則：

1.2分布式事務(wù)

分布式事務(wù)，就是指不是在單個(gè)服務(wù)或單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)下，產(chǎn)生的事務(wù)，例如：

• 跨數(shù)據(jù)源的分布式事務(wù)

• 跨服務(wù)的分布式事務(wù)

• 綜合情況

在數(shù)據(jù)庫(kù)水平拆分、服務(wù)垂直拆分之后，一個(gè)業(yè)務(wù)操作通常要跨多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)才能完成。例如電商行業(yè)中比較常見(jiàn)的下單付款案例，包括下面幾個(gè)行為：

• 創(chuàng)建新訂單

• 扣減商品庫(kù)存

• 從用戶賬戶余額扣除金額

完成上面的操作需要訪問(wèn)三個(gè)不同的微服務(wù)和三個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)。

訂單的創(chuàng)建、庫(kù)存的扣減、賬戶扣款在每一個(gè)服務(wù)和數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)是一個(gè)本地事務(wù)，可以保證ACID原

則。

但是當(dāng)我們把三件事情看做一個(gè)"業(yè)務(wù)"，要滿足保證“業(yè)務(wù)”的原子性，要么所有操作全部成功，要

么全部失敗，不允許出現(xiàn)部分成功部分失敗的現(xiàn)象，這就是分布式系統(tǒng)下的事務(wù)了。

此時(shí)ACID難以滿足，這是分布式事務(wù)要解決的問(wèn)題

1.3演示分布式事務(wù)問(wèn)題

我們通過(guò)一個(gè)案例來(lái)演示分布式事務(wù)的問(wèn)題：

1）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，名為seata_demo，然后導(dǎo)入課前資料提供的SQL文件：

2）導(dǎo)入課前資料提供的微服務(wù)：

微服務(wù)結(jié)構(gòu)如下：

其中：

seata-demo：父工程，負(fù)責(zé)管理項(xiàng)目依賴

• account-service：賬戶服務(wù)，負(fù)責(zé)管理用戶的資金賬戶。提供扣減余額的接口

• storage-service：庫(kù)存服務(wù)，負(fù)責(zé)管理商品庫(kù)存。提供扣減庫(kù)存的接口

• order-service：訂單服務(wù)，負(fù)責(zé)管理訂單。創(chuàng)建訂單時(shí)，需要調(diào)用account-service和storage-service

3）啟動(dòng)nacos、所有微服務(wù)

4）測(cè)試下單功能，發(fā)出Post請(qǐng)求：

請(qǐng)求如下：

curl --location --request POST 'http://localhost:8082/order?userId=user202103032042012&commodityCode=100202003032041&count=20&money=200'

如圖：

測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)庫(kù)存不足時(shí)，如果余額已經(jīng)扣減，并不會(huì)回滾，出現(xiàn)了分布式事務(wù)問(wèn)題。

2.理論基礎(chǔ)

解決分布式事務(wù)問(wèn)題，需要一些分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)作為理論指導(dǎo)。

2.1CAP定理

1998年，加州大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家 Eric Brewer 提出，分布式系統(tǒng)有三個(gè)指標(biāo)。

• Consistency（一致性）

• Availability（可用性）

• Partition tolerance （分區(qū)容錯(cuò)性）

?

它們的第一個(gè)字母分別是 C、A、P。

Eric Brewer 說(shuō)，這三個(gè)指標(biāo)不可能同時(shí)做到。這個(gè)結(jié)論就叫做 CAP 定理。

2.1.1一致性

Consistency（一致性）：用戶訪問(wèn)分布式系統(tǒng)中的任意節(jié)點(diǎn)，得到的數(shù)據(jù)必須一致。

比如現(xiàn)在包含兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中的初始數(shù)據(jù)是一致的：

當(dāng)我們修改其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)，兩者的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了差異：

要想保住一致性，就必須實(shí)現(xiàn)node01 到 node02的數(shù)據(jù) 同步：

2.1.2可用性

Availability （可用性）：用戶訪問(wèn)集群中的任意健康節(jié)點(diǎn)，必須能得到響應(yīng)，而不是超時(shí)或拒絕。

如圖，有三個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群，訪問(wèn)任何一個(gè)都可以及時(shí)得到響應(yīng)：

當(dāng)有部分節(jié)點(diǎn)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障或其它原因無(wú)法訪問(wèn)時(shí)，代表節(jié)點(diǎn)不可用：

2.1.3分區(qū)容錯(cuò)

Partition（分區(qū)）：因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障或其它原因?qū)е路植际较到y(tǒng)中的部分節(jié)點(diǎn)與其它節(jié)點(diǎn)失去連接，

形成獨(dú)立分區(qū)。

Tolerance（容錯(cuò)）：在集群出現(xiàn)分區(qū)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)也要持續(xù)對(duì)外提供服務(wù)

2.1.4矛盾

在分布式系統(tǒng)中，系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)不能100%保證健康，一定會(huì)有故障的時(shí)候，而服務(wù)有必須對(duì)外保

證服務(wù)。因此Partition Tolerance不可避免。

當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到新的數(shù)據(jù)變更時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題了：

如果此時(shí)要保證一致性，就必須等待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，完成數(shù)據(jù)同步后，整個(gè)集群才對(duì)外提供服務(wù)，服務(wù)

處于阻塞狀態(tài)，不可用。

如果此時(shí)要保證可用性，就不能等待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，那node01、node02與node03之間就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不

一致。

也就是說(shuō)，在P一定會(huì)出現(xiàn)的情況下，A和C之間只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)。

2.2BASE理論

BASE理論是對(duì)CAP的一種解決思路，包含三個(gè)思想：

• Basically Available （基本可用）：分布式系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)，允許損失部分可用性，即保證核心可用。

• Soft State（軟狀態(tài)）：在一定時(shí)間內(nèi)，允許出現(xiàn)中間狀態(tài)，比如臨時(shí)的不一致?tīng)顟B(tài)。

• Eventually Consistent（最終一致性）：雖然無(wú)法保證強(qiáng)一致性，但是在軟狀態(tài)結(jié)束后，最終達(dá)到數(shù)據(jù)一致。

2.3解決分布式事務(wù)的思路

分布式事務(wù)最大的問(wèn)題是各個(gè)子事務(wù)的一致性問(wèn)題，因此可以借鑒CAP定理和BASE理論，有兩種解決思路：

• AP模式：各子事務(wù)分別執(zhí)行和提交，允許出現(xiàn)結(jié)果不一致，然后采用彌補(bǔ)措施恢復(fù)數(shù)據(jù)即可，實(shí)現(xiàn)最終一致。

• CP模式：各個(gè)子事務(wù)執(zhí)行后互相等待，同時(shí)提交，同時(shí)回滾，達(dá)成強(qiáng)一致。但事務(wù)等待過(guò)程中，處于弱可用狀態(tài)。

但不管是哪一種模式，都需要在子系統(tǒng)事務(wù)之間互相通訊，協(xié)調(diào)事務(wù)狀態(tài)，也就是需要一個(gè)事務(wù)協(xié)調(diào)者(TC)：

這里的子系統(tǒng)事務(wù)，稱為分支事務(wù)；有關(guān)聯(lián)的各個(gè)分支事務(wù)在一起稱為全局事務(wù)。