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关于后端:阿里-Seata-新版本终于解决了-TCC-模式的幂等悬挂和空回滚问题

jiezi

简介：明天来聊一聊阿里巴巴 Seata 新版本（1.5.1）是怎么解决 TCC 模式下的幂等、悬挂和空回滚问题的。作者：朱晋君 大家好，我是君哥。明天来聊一聊阿里巴巴 Seata 新版本（1.5.1）是怎么解决 TCC 模式下的幂等、悬挂和空回滚问题的。TCC 回顾 TCC 模式是最经典的分布式事务解决方案，它将分布式事务分为两个阶段来执行，try 阶段对每个分支事务进行预留资源，如果所有分支事务都预留资源胜利，则进入 commit 阶段提交全局事务，如果有一个节点预留资源失败则进入 cancel 阶段回滚全局事务。以传统的订单、库存、账户服务为例，在 try 阶段尝试预留资源，插入订单、扣减库存、扣减金额，这三个服务都是要提交本地事务的，这里能够把资源转入两头表。在 commit 阶段，再把 try 阶段预留的资源转入最终表。而在 cancel 阶段，把 try 阶段预留的资源进行开释，比方把账户金额返回给客户的账户。留神：try 阶段必须是要提交本地事务的，比方扣减订单金额，必须把钱从客户账户扣掉，如果不扣掉，在 commit 阶段客户账户钱不够了，就会出问题。try-commit try 阶段首先进行预留资源，而后在 commit 阶段扣除资源。如下图：

 try-cancel try 阶段首先进行预留资源，预留资源时扣减库存失败导致全局事务回滚，在 cancel 阶段开释资源。如下图：

 TCC 劣势 TCC 模式最大的劣势是效率高。TCC 模式在 try 阶段的锁定资源并不是真正意义上的锁定，而是实在提交了本地事务，将资源预留到两头态，并不需要阻塞期待，因而效率比其余模式要高。同时 TCC 模式还能够进行如下优化：异步提交 try 阶段胜利后，不立刻进入 confirm/cancel 阶段，而是认为全局事务曾经完结了，启动定时工作来异步执行 confirm/cancel，扣减或开释资源，这样会有很大的性能晋升。同库模式 TCC 模式中有三个角色：TM：治理全局事务，包含开启全局事务，提交 / 回滚全局事务；RM：治理分支事务；TC: 治理全局事务和分支事务的状态。下图来自 Seata 官网：

 

 TM 开启全局事务时，RM 须要向 TC 发送注册音讯，TC 保留分支事务的状态。TM 申请提交或回滚时，TC 须要向 RM 发送提交或回滚音讯。这样蕴含两个个分支事务的分布式事务中，TC 和 RM 之间有四次 RPC。优化后的流程如下图：

 TC 保留全局事务的状态。TM 开启全局事务时，RM 不再须要向 TC 发送注册音讯，而是把分支事务状态保留在了本地。TM 向 TC 发送提交或回滚音讯后，RM 异步线程首先查出本地保留的未提交分支事务，而后向 TC 发送音讯获取（本地分支事务所在的）全局事务状态，以决定是提交还是回滚本地事务。这样优化后，RPC 次数缩小了 50%，性能大幅晋升。RM 代码示例 以库存服务为例，RM 库存服务接口代码如下：@LocalTCC
public interface StorageService {

/**
 * 扣减库存
 * @param xid 全局 xid
 * @param productId 产品 id
 * @param count 数量
 * @return
 */
@TwoPhaseBusinessAction(name = "storageApi", commitMethod = "commit", rollbackMethod = "rollback", useTCCFence = true)
boolean decrease(String xid, Long productId, Integer count);

/**
 * 提交事务
 * @param actionContext
 * @return
 */
boolean commit(BusinessActionContext actionContext);

/**
 * 回滚事务
 * @param actionContext
 * @return
 */
boolean rollback(BusinessActionContext actionContext);

}通过 @LocalTCC 这个注解，RM 初始化的时候会向 TC 注册一个分支事务。在 try 阶段的办法（decrease 办法）上有一个 @TwoPhaseBusinessAction 注解，这里定义了分支事务的 resourceId，commit 办法和 cancel 办法，useTCCFence 这个属性下一节再讲。TCC 存在问题 TCC 模式中存在的三大问题是幂等、悬挂和空回滚。在 Seata1.5.1 版本中，减少了一张事务管制表，表名是 tcc_fence_log 来解决这个问题。而在上一节 @TwoPhaseBusinessAction 注解中提到的属性 useTCCFence 就是来指定是否开启这个机制，这个属性值默认是 false。tcc_fence_log 建表语句如下（MySQL 语法）：CREATE TABLE IF NOT EXISTS tcc_fence_log
(

`xid`           VARCHAR(128)  NOT NULL COMMENT 'global id',
`branch_id`     BIGINT        NOT NULL COMMENT 'branch id',
`action_name`   VARCHAR(64)   NOT NULL COMMENT 'action name',
`status`        TINYINT       NOT NULL COMMENT 'status(tried:1;committed:2;rollbacked:3;suspended:4)',
`gmt_create`    DATETIME(3)   NOT NULL COMMENT 'create time',
`gmt_modified`  DATETIME(3)   NOT NULL COMMENT 'update time',
PRIMARY KEY (`xid`, `branch_id`),
KEY `idx_gmt_modified` (`gmt_modified`),
KEY `idx_status` (`status`)

) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4; 幂等 在 commit/cancel 阶段，因为 TC 没有收到分支事务的响应，须要进行重试，这就要分支事务反对幂等。咱们看一下新版本是怎么解决的。上面的代码在 TCCResourceManager 类：@Override
public BranchStatus branchCommit(BranchType branchType, String xid, long branchId, String resourceId,

     String applicationData) throws TransactionException {

TCCResource tccResource = (TCCResource)tccResourceCache.get(resourceId);
// 省略判断
Object targetTCCBean = tccResource.getTargetBean();
Method commitMethod = tccResource.getCommitMethod();
// 省略判断
try {
//BusinessActionContext
BusinessActionContext businessActionContext = getBusinessActionContext(xid, branchId, resourceId,
applicationData);
Object[] args = this.getTwoPhaseCommitArgs(tccResource, businessActionContext);
Object ret;
boolean result;
// 注解 useTCCFence 属性是否设置为 true
if (Boolean.TRUE.equals(businessActionContext.getActionContext(Constants.USE_TCC_FENCE))) {
try {

result = TCCFenceHandler.commitFence(commitMethod, targetTCCBean, xid, branchId, args);

} catch (SkipCallbackWrapperException | UndeclaredThrowableException e) {

throw e.getCause();

}
} else {
// 省略逻辑
}
LOGGER.info(“TCC resource commit result : {}, xid: {}, branchId: {}, resourceId: {}”, result, xid, branchId, resourceId);
return result ? BranchStatus.PhaseTwo_Committed : BranchStatus.PhaseTwo_CommitFailed_Retryable;
} catch (Throwable t) {
// 省略
return BranchStatus.PhaseTwo_CommitFailed_Retryable;
}
} 下面的代码能够看到，执行分支事务提交办法时，首先判断 useTCCFence 属性是否为 true，如果为 true，则走 TCCFenceHandler 类中的 commitFence 逻辑，否则走一般提交逻辑。TCCFenceHandler 类中的 commitFence 办法调用了 TCCFenceHandler 类的 commitFence 办法，代码如下：public static boolean commitFence(Method commitMethod, Object targetTCCBean,

      String xid, Long branchId, Object[] args) {

return transactionTemplate.execute(status -> {
try {
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
TCCFenceDO tccFenceDO = TCC_FENCE_DAO.queryTCCFenceDO(conn, xid, branchId);
if (tccFenceDO == null) {

throw new TCCFenceException(String.format("TCC fence record not exists, commit fence method failed. xid= %s, branchId= %s", xid, branchId),
  FrameworkErrorCode.RecordAlreadyExists);

}
if (TCCFenceConstant.STATUS_COMMITTED == tccFenceDO.getStatus()) {

LOGGER.info("Branch transaction has already committed before. idempotency rejected. xid: {}, branchId: {}, status: {}", xid, branchId, tccFenceDO.getStatus());
return true;

}
if (TCCFenceConstant.STATUS_ROLLBACKED == tccFenceDO.getStatus() || TCCFenceConstant.STATUS_SUSPENDED == tccFenceDO.getStatus()) {

if (LOGGER.isWarnEnabled()) {LOGGER.warn("Branch transaction status is unexpected. xid: {}, branchId: {}, status: {}", xid, branchId, tccFenceDO.getStatus());
}
return false;

}
return updateStatusAndInvokeTargetMethod(conn, commitMethod, targetTCCBean, xid, branchId, TCCFenceConstant.STATUS_COMMITTED, status, args);
} catch (Throwable t) {
status.setRollbackOnly();
throw new SkipCallbackWrapperException(t);
}
});
}从代码中能够看到，提交事务时首先会判断 tcc_fence_log 表中是否曾经有记录，如果有记录，则判断事务执行状态并返回。这样如果判断到事务的状态曾经是 STATUS_COMMITTED，就不会再次提交，保障了幂等。如果 tcc_fence_log 表中没有记录，则插入一条记录，供前面重试时判断。Rollback 的逻辑跟 commit 相似，逻辑在类 TCCFenceHandler 的 rollbackFence 办法。空回滚 如下图，账户服务是两个节点的集群，在 try 阶段账户服务 1 这个节点产生了故障，try 阶段在不思考重试的状况下，全局事务必须要走向完结状态，这样就须要在账户服务上执行一次 cancel 操作，这样就空跑了一次回滚操作。

 Seata 的解决方案是在 try 阶段 往 tcc_fence_log  表插入一条记录，status 字段值是 STATUS_TRIED，在 Rollback 阶段判断记录是否存在，如果不存在，则不执行回滚操作。代码如下：//TCCFenceHandler 类
public static Object prepareFence(String xid, Long branchId, String actionName, Callback<Object> targetCallback) {
return transactionTemplate.execute(status -> {
try {
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
boolean result = insertTCCFenceLog(conn, xid, branchId, actionName, TCCFenceConstant.STATUS_TRIED);
LOGGER.info(“TCC fence prepare result: {}. xid: {}, branchId: {}”, result, xid, branchId);
if (result) {

return targetCallback.execute();

} else {

throw new TCCFenceException(String.format("Insert tcc fence record error, prepare fence failed. xid= %s, branchId= %s", xid, branchId),
  FrameworkErrorCode.InsertRecordError);

}
} catch (TCCFenceException e) {
// 省略
} catch (Throwable t) {
// 省略
}
});
} 在 Rollback 阶段的解决逻辑如下: //TCCFenceHandler 类
public static boolean rollbackFence(Method rollbackMethod, Object targetTCCBean,

     String xid, Long branchId, Object[] args, String actionName) {

return transactionTemplate.execute(status -> {
try {
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
TCCFenceDO tccFenceDO = TCC_FENCE_DAO.queryTCCFenceDO(conn, xid, branchId);
// non_rollback
if (tccFenceDO == null) {

// 不执行回滚逻辑
return true;

} else {

if (TCCFenceConstant.STATUS_ROLLBACKED == tccFenceDO.getStatus() || TCCFenceConstant.STATUS_SUSPENDED == tccFenceDO.getStatus()) {LOGGER.info("Branch transaction had already rollbacked before, idempotency rejected. xid: {}, branchId: {}, status: {}", xid, branchId, tccFenceDO.getStatus());
 return true;
}
if (TCCFenceConstant.STATUS_COMMITTED == tccFenceDO.getStatus()) {if (LOGGER.isWarnEnabled()) {LOGGER.warn("Branch transaction status is unexpected. xid: {}, branchId: {}, status: {}", xid, branchId, tccFenceDO.getStatus());
 }
 return false;
}

}
return updateStatusAndInvokeTargetMethod(conn, rollbackMethod, targetTCCBean, xid, branchId, TCCFenceConstant.STATUS_ROLLBACKED, status, args);
} catch (Throwable t) {
status.setRollbackOnly();
throw new SkipCallbackWrapperException(t);
}
});
} updateStatusAndInvokeTargetMethod 办法执行的 sql 如下：update tcc_fence_log set status = ?, gmt_modified = ?

where xid = ? and  branch_id = ? and status = ? ; 可见就是把 tcc_fence_log 表记录的  status  字段值从 STATUS_TRIED 改为 STATUS_ROLLBACKED，如果更新胜利，就执行回滚逻辑。悬挂 悬挂是指因为网络问题，RM 开始没有收到 try 指令，然而执行了 Rollback 后 RM 又收到了 try 指令并且预留资源胜利，这时全局事务曾经完结，最终导致预留的资源不能开释。如下图：

 Seata 解决这个问题的办法是执行 Rollback 办法时先判断 tcc_fence_log 是否存在以后 xid 的记录，如果没有则向 tcc_fence_log 表插入一条记录，状态是 STATUS_SUSPENDED，并且不再执行回滚操作。代码如下：public static boolean rollbackFence(Method rollbackMethod, Object targetTCCBean,

     String xid, Long branchId, Object[] args, String actionName) {

return transactionTemplate.execute(status -> {
try {
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
TCCFenceDO tccFenceDO = TCC_FENCE_DAO.queryTCCFenceDO(conn, xid, branchId);
// non_rollback
if (tccFenceDO == null) {

   // 插入防悬挂记录
boolean result = insertTCCFenceLog(conn, xid, branchId, actionName, TCCFenceConstant.STATUS_SUSPENDED);
// 省略逻辑
return true;

} else {

// 省略逻辑

}
return updateStatusAndInvokeTargetMethod(conn, rollbackMethod, targetTCCBean, xid, branchId, TCCFenceConstant.STATUS_ROLLBACKED, status, args);
} catch (Throwable t) {
// 省略逻辑
}
});
} 而前面执行 try 阶段办法时首先会向 tcc_fence_log 表插入一条以后 xid 的记录，这样就造成了主键抵触。代码如下：//TCCFenceHandler 类
public static Object prepareFence(String xid, Long branchId, String actionName, Callback<Object> targetCallback) {
return transactionTemplate.execute(status -> {
try {
Connection conn = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
boolean result = insertTCCFenceLog(conn, xid, branchId, actionName, TCCFenceConstant.STATUS_TRIED);
// 省略逻辑
} catch (TCCFenceException e) {
if (e.getErrcode() == FrameworkErrorCode.DuplicateKeyException) {

LOGGER.error("Branch transaction has already rollbacked before,prepare fence failed. xid= {},branchId = {}", xid, branchId);
addToLogCleanQueue(xid, branchId);

}
status.setRollbackOnly();
throw new SkipCallbackWrapperException(e);
} catch (Throwable t) {
// 省略
}
});
} 留神：queryTCCFenceDO 办法 sql 中应用了 for update，这样就不必放心 Rollback 办法中获取不到 tcc_fence_log 表记录而无奈判断 try 阶段本地事务的执行后果了。总结 TCC 模式是分布式事务应用最多的模式，然而幂等、悬挂和空回滚始终是 TCC 模式须要思考的问题，Seata 框架在 1.5.1 版本完满解决了这些问题。对 tcc_fence_log 表的操作也须要思考事务的管制，Seata 应用了代理数据源，使 tcc_fence_log 表操作和 RM 业务操作在同一个本地事务中执行，这样就能保障本地操作和对 tcc_fence_log 的操作同时胜利或失败。原文链接：https://click.aliyun.com/m/10… 本文为阿里云原创内容，未经容许不得转载。

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