分布式事务 Distributed Transaction

在 Java 开发中，分布式事务是指跨越多个数据库、服务或微服务节点的事务操作，这些操作要么全部成功，要么全部失败，保持一致性（ACID原则的一致性和原子性），就像本地事务一样。

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🔹一、为什么需要分布式事务？

当系统从单体架构演化为微服务架构或分布式架构，一个业务操作可能涉及：

• 多个数据库（如订单库、库存库）
• 多个微服务（如订单服务、支付服务、物流服务）
• 多种存储系统（如关系型数据库 + 消息队列）

这时一个操作无法用传统的本地事务（例如 JDBC 事务）来保证整体一致性，因此需要分布式事务机制。

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🔹二、常见的分布式事务场景

业务场景	涉及系统
下单流程	订单服务、库存服务、账户服务
支付成功后发货	支付系统、物流系统
微服务调用链	A服务调用B，B调用C，事务需统一回滚

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🔹三、解决方案类型

1. 两阶段提交（2PC，XA协议）

✅ 特点：

• 保证强一致性
• 使用数据库的 XA 事务支持（如 MySQL InnoDB + Atomikos）

❌ 缺点：

• 性能差、资源锁定严重
• 数据库耦合度高，不适合高并发业务场景

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2. 本地消息表 + 事务消息（可靠消息最终一致性）

如阿里巴巴提出的 TCC / 消息驱动 模式：

示例流程：

1. 业务服务写入本地消息表 + 本地数据库事务提交（同一个本地事务）
2. 消息服务异步投递 MQ 消息
3. 下游服务接收消息并执行操作

✅ 优点：

• 高性能
• 最终一致性

✅ 中间件代表：

• RocketMQ 的事务消息
• Kafka 的 exactly-once
• RabbitMQ 手动 ack + 重试机制

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3. TCC 模型（Try-Confirm-Cancel）

每个服务实现三个接口：

• Try: 预留资源
• Confirm: 确认操作
• Cancel: 回滚操作

适合业务粒度明确的操作，例如：支付扣款、库存锁定

✅ 优点：

• 性能好，适合强一致性要求
• 控制力强，可按业务自定义补偿

❌ 缺点：

• 开发复杂，服务需实现三段逻辑

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4. SAGA 模型（长事务 + 补偿）

Saga 是由一系列本地事务组成，每个本地事务执行后，若失败则依次执行补偿事务进行回滚。

适用场景：

• 长事务、订单流程（下单、锁库存、扣余额）

常用工具：

• Apache ServiceComb Saga
• Netflix Conductor
• Seata 的 Saga 模式

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🔹四、分布式事务中间件推荐（Java 生态）

中间件	特点
Seata (阿里)	支持 AT / TCC / SAGA / XA 模式
LCN（Jdchain）	支持基于数据库的分布式事务
Hmily	高性能的 TCC 实现
Atomikos	老牌 Java 分布式事务管理器，支持 XA
RocketMQ事务消息	基于 MQ 的事务一致性
Canal + 消息队列	异步最终一致性方案

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🔹五、总结：不同事务模型对比

模型	一致性	性能	应用复杂度	场景
XA（2PC）	强一致	差	简单	银行、转账等高要求一致性
TCC	强一致	高	高	支付、扣库存、下单等
SAGA	最终一致	高	中等	电商业务流程
可靠消息	最终一致	高	中等	微服务调用链

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如果你是面试时被问：

❓面试官：如何保证分布式事务一致性？

你可以答：

分布式事务的一致性可以通过 Seata、TCC 模式或本地消息表 + MQ 实现。在业务允许最终一致性的情况下，我们通常采用异步消息 +幂等 + 重试机制提高性能和可用性；若业务要求强一致，可选择 TCC 或 XA 协议。

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Seata 是阿里开源的 分布式事务解决方案，支持 AT、TCC、SAGA 和 XA 四种事务模式，尤其适合 Spring Cloud / Spring Boot / Dubbo / Nacos 等微服务环境。

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✅ 一、Seata 使用场景（以 AT 模式为例）

假设有一个电商系统，下单流程需要跨越以下 3 个微服务：

• 订单服务：写入订单表
• 库存服务：扣减库存
• 账户服务：扣减用户余额

我们希望这三步要么全部成功，要么全部失败，Seata 就能帮我们实现这个分布式事务一致性。

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🧰 二、Seata 快速使用（Spring Boot + MySQL 示例）

1️⃣ 环境准备

• JDK 8+
• Spring Boot 项目（多个微服务模块）
• 数据库：MySQL 5.7+（需支持 undo log）
• 注册中心（如：Nacos）
• 下载并启动 Seata Server：https://github.com/seata/seata/releases

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2️⃣ 数据库改造（重要）

每个微服务的业务表必须满足：

• 表必须有主键
• 每个库都加 undo_log 表（用于事务回滚）

CREATE TABLE `undo_log` (
  `id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `branch_id` BIGINT(20) NOT NULL,
  `xid` VARCHAR(100) NOT NULL,
  `context` VARCHAR(128) NOT NULL,
  `rollback_info` LONGBLOB NOT NULL,
  `log_status` INT(11) NOT NULL,
  `log_created` DATETIME NOT NULL,
  `log_modified` DATETIME NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB;

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3️⃣ 引入依赖（示例：Spring Boot）

<!-- seata 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>io.seata</groupId>
    <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.7.1</version> <!-- 推荐和 seata-server 同版本 -->
</dependency>

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4️⃣ 配置 application.yml（微服务）

spring:
  application:
    name: order-service
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/order_db
    username: root
    password: root

seata:
  enabled: true
  application-id: order-service
  tx-service-group: my_tx_group
  service:
    vgroup-mapping:
      my_tx_group: default
    grouplist:
      default: 127.0.0.1:8091
  data-source-proxy-mode: AT

注意：

• tx-service-group 是事务组名，用于注册全局事务协调器
• vgroup-mapping 是事务组和 Seata Server 实例的映射

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5️⃣ 编写代码

在业务入口标注 @GlobalTransactional

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class OrderController {

    private final OrderService orderService;

    @PostMapping("/order/create")
    @GlobalTransactional(name = "create-order-tx", rollbackFor = Exception.class)
    public String createOrder(@RequestBody OrderDto dto) {
        orderService.createOrder(dto);
        return "success";
    }
}

各个服务方法使用本地事务（@Transactional）

@Service
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;
    @Autowired
    private InventoryClient inventoryClient;

    @Transactional
    public void createOrder(OrderDto dto) {
        orderMapper.insert(dto.toEntity());
        inventoryClient.decreaseStock(dto.getProductId(), dto.getAmount());
        // throw new RuntimeException("模拟异常"); // 会全局回滚
    }
}

Seata 会通过代理数据源和 undo_log 自动实现本地事务的回滚

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✅ 三、关键点总结

步骤	必做事项
🧱 数据库	所有表都必须有主键，并加 undo_log 表
⚙ 配置	每个服务都要配置 Seata 的 group、注册中心等
💾 数据源代理	Seata 会自动代理 Druid / HikariCP 数据源
🔁 全局事务注解	@GlobalTransactional 只能加在入口方法上
📦 Seata Server	需要启动并注册到 Nacos（或其他）

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✅ 四、常见问题排查

问题	原因
事务不生效	忘记使用 @GlobalTransactional
回滚失败	表无主键或无 undo_log 表
数据未代理	未启用 seata 的数据源代理模式
服务不注册	Nacos 未配置 / group 映射未设置

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✅ 五、进阶推荐

• 模式切换：Seata 支持 AT / TCC / SAGA 等，可灵活选择
• 与 Dubbo、Feign、RocketMQ 整合
• 二阶段事务失败补偿机制
• 分布式锁 + 幂等性控制配套

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