目錄

1.分布式事務(wù)問題

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

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)問題

1.1本地事務(wù)

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

1.2分布式事務(wù)

分布式事務(wù)，就是指不是在單個服務(wù)或單個數(shù)據(jù)庫架構(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)庫水平拆分、服務(wù)垂直拆分之后，一個業(yè)務(wù)操作通常要跨多個數(shù)據(jù)庫、服務(wù)才能完成。例如電商行業(yè)中比較常見的下單付款案例，包括下面幾個行為：

• 創(chuàng)建新訂單

• 扣減商品庫存

• 從用戶賬戶余額扣除金額

完成上面的操作需要訪問三個不同的微服務(wù)和三個不同的數(shù)據(jù)庫。

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

則。

但是當(dāng)我們把三件事情看做一個"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ACID難以滿足，這是分布式事務(wù)要解決的問題

1.3演示分布式事務(wù)問題

我們通過一個案例來演示分布式事務(wù)的問題：

1）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，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：庫存服務(wù)，負(fù)責(zé)管理商品庫存。提供扣減庫存的接口

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

3）啟動nacos、所有微服務(wù)

4）測試下單功能，發(fā)出Post請求：

請求如下：

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

如圖：

測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)庫存不足時，如果余額已經(jīng)扣減，并不會回滾，出現(xiàn)了分布式事務(wù)問題。

2.理論基礎(chǔ)

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

2.1CAP定理

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

• Consistency（一致性）

• Availability（可用性）

• Partition tolerance （分區(qū)容錯性）

?

它們的第一個字母分別是 C、A、P。

Eric Brewer 說，這三個指標(biāo)不可能同時做到。這個結(jié)論就叫做 CAP 定理。

2.1.1一致性

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

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

當(dāng)我們修改其中一個節(jié)點的數(shù)據(jù)時，兩者的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了差異：

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

2.1.2可用性

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

如圖，有三個節(jié)點的集群，訪問任何一個都可以及時得到響應(yīng)：

當(dāng)有部分節(jié)點因為網(wǎng)絡(luò)故障或其它原因無法訪問時，代表節(jié)點不可用：

2.1.3分區(qū)容錯

Partition（分區(qū)）：因為網(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)點與其它節(jié)點失去連接，

形成獨立分區(qū)。

Tolerance（容錯）：在集群出現(xiàn)分區(qū)時，整個系統(tǒng)也要持續(xù)對外提供服務(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，一定會有故障的時候，而服務(wù)有必須對外保

證服務(wù)。因此Partition Tolerance不可避免。

當(dāng)節(jié)點接收到新的數(shù)據(jù)變更時，就會出現(xiàn)問題了：

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

處于阻塞狀態(tài)，不可用。

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

一致。

也就是說，在P一定會出現(xiàn)的情況下，A和C之間只能實現(xiàn)一個。

2.2BASE理論

BASE理論是對CAP的一種解決思路，包含三個思想：

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

• Soft State（軟狀態(tài)）：在一定時間內(nèi)，允許出現(xiàn)中間狀態(tài)，比如臨時的不一致狀態(tài)。

• Eventually Consistent（最終一致性）：雖然無法保證強一致性，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)最大的問題是各個子事務(wù)的一致性問題，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，然后采用彌補措施恢復(fù)數(shù)據(jù)即可，實現(xiàn)最終一致。

• CP模式：各個子事務(wù)執(zhí)行后互相等待，同時提交，同時回滾，達(dá)成強一致。但事務(wù)等待過程中，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)的各個分支事務(wù)在一起稱為全局事務(wù)。