Seata1.5.2学习(二)——使用分布式事务锁@GlobalLock

目录

一、创建数据库 

二、配置consumer-service

1.pom.xml

2.application.properties

3.启动类

4.其他代码

三、配置provider-service

1.pom.xml

2.application.properties

3.启动类

4.其他代码

四、分布式事务问题演示与解决办法 

(一)分布式事务问题演示

(二)解决办法：使用@GlobalTransactional全局事务注解

五、SQL回滚日志——beforeImage和afterImage

六、@GlobalLock

(一)数据库脏写

(二)GlobalLock是如何预防数据库脏写的

七、面试重点：Seata分布式事务流程

1.一阶段 

2.二阶段-回滚

3.二阶段-提交

---

一、创建数据库 

每个库都创建下面的表：

-- 分布式事务回滚使用, sql在源码文件夹的 script\client\at\db 目录下
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 = InnoDBAUTO_INCREMENT = 1DEFAULT CHARSET = utf8mb4 COMMENT ='AT transaction mode undo table';CREATE TABLE `user` (`id` int(11) NOT NULL,`name` varchar(45) DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4

二、配置consumer-service

1.pom.xml

添加依赖

<!-- seata -->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>
<!-- mybatis plus -->
<dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId><version>3.5.1</version>
</dependency>
<!-- 连接MySQL数据库 -->
<dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>8.0.30</version>
</dependency>

2.application.properties

添加下面的配置

#数据库
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://192.168.157.102:3306/seata-user?useSSL=false
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123456# 用于在分布式中区分是哪个服务，应该保持唯一
seata.application-id=${spring.application.name}# 获取配置
seata.config.type=nacos
seata.config.nacos.server-addr=192.168.157.102:8848
seata.config.nacos.namespace=seata
seata.config.nacos.group=SEATA_GROUP
seata.config.nacos.dataId=seata-server
seata.config.nacos.username=nacos
seata.config.nacos.password=nacos# 获取服务
seata.registry.type=nacos
seata.registry.nacos.application=seata-server
seata.registry.nacos.server-addr=192.168.157.102:8848
seata.registry.nacos.namespace=seata
seata.registry.nacos.group=SEATA_GROUP
seata.registry.nacos.username=nacos
seata.registry.nacos.password=nacos

3.启动类

@SpringBootApplication
@EnableFeignClients // 开启openFeign注解扫描
@MapperScan("com.javatest.mapper")
// @EnableAutoDataSourceProxy是 Seata 提供的一个注解，用于启用数据源代理功能。
// 它的主要目的是为数据源创建一个代理对象，以便在分布式事务场景中进行拦截和增强。
@EnableAutoDataSourceProxy
public class ConsumerApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ConsumerApplication.class,args);}
}

4.其他代码

User实体类

@TableName("user")
public class User {@TableIdprivate Integer id;private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Integer getId() {return id;}public void setId(Integer id) {this.id = id;}
}

UserMapper

public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
}

UserService

@Service
public class UserServiceImpl {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;@Autowiredprivate ProviderService providerService;public void saveUser(User user) {userMapper.insert(user); // 操作第一个数据库// 发起远程调用，操作第二个数据库providerService.createUser(user);}
}

ProvicerService 中，新增：

@FeignClient(name = "provider-service")
public interface ProviderService {@GetMapping("/saveu") // /saveu这个接口名字必须与provider-service的controller中的一致String createUser(@SpringQueryMap User user);
}

新增 SeataController： 

@RestController
public class SeataController {@Autowiredprivate UserServiceImpl userService;@GetMapping("/saveUser")public String save(User user) {userService.saveUser(user);return "success-----------";}
}

三、配置provider-service

1.pom.xml

添加依赖

<!-- seata -->
<dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
</dependency>
<!-- mybatis plus -->
<dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId><version>3.5.1</version>
</dependency>
<!-- 连接MySQL数据库 -->
<dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>8.0.30</version>
</dependency>

2.application.properties

添加下面的配置，注意provider-service使用的是seata-user2数据库

#数据库
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://192.168.157.102:3306/seata-user2?useSSL=false
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123456# 用于在分布式中区分是哪个服务，应该保持唯一
seata.application-id=${spring.application.name}# 获取配置
seata.config.type=nacos
seata.config.nacos.server-addr=192.168.157.102:8848
seata.config.nacos.namespace=seata
seata.config.nacos.group=SEATA_GROUP
seata.config.nacos.dataId=seata-server
seata.config.nacos.username=nacos
seata.config.nacos.password=nacos# 获取服务
seata.registry.type=nacos
seata.registry.nacos.application=seata-server
seata.registry.nacos.server-addr=192.168.157.102:8848
seata.registry.nacos.namespace=seata
seata.registry.nacos.group=SEATA_GROUP
seata.registry.nacos.username=nacos
seata.registry.nacos.password=nacos

3.启动类

@SpringBootApplication
@EnableAutoDataSourceProxy
@MapperScan("com.javatest.mapper")
public class ProviderApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ProviderApplication.class,args);}
}

4.其他代码

User实体类

@TableName("user")
public class User {@TableIdprivate Integer id;private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public Integer getId() {return id;}public void setId(Integer id) {this.id = id;}
}

UserMapper 

public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
}

UserService

@Service
public class UserServiceImpl {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;public void saveUser(User user) {userMapper.insert(user); // 操作第二个数据库}
}

在ProviderController中，新增 ：

@Autowired
private UserServiceImpl userService;@GetMapping("/saveu")
public String createUser(User user) {userService.saveUser(user);return "success-----------";
}

四、分布式事务问题演示与解决办法 

(一)分布式事务问题演示

按照上面配置，我们在Consumer-service的saveUser方法中制作一个错误：

@Service
public class UserServiceImpl {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;@Autowiredprivate ProviderService providerService;public void saveUser(User user) {userMapper.insert(user); // 操作第一个数据库// 发起远程调用，操作第二个数据库providerService.createUser(user);int i = 1 / 0;}
}

启动项目consumer-service和provider-service，浏览器输入：

http://localhost:8888/saveUser?id=1&name=张三

运行后控制台报错，2张表的数据都存入成功：

---

        当添加@Transactional后，第一个数据库不会写入，第二个数据库会成功写入，因为第一个数据库会因为代码未执行成功，被@Transactional拦截回滚，而第二个数据库没有添加@Transactional，所以不会被回滚，数据会被写入。

清空2个数据库，重启consumer-service服务，浏览器再次输入：

http://localhost:8888/saveUser?id=1&name=张三

结果： 

这种现象就是分布式事务问题，导致的数据不一致。

注意：

• 从Spring Boot 1.0 开始，Spring Boot 默认启用了事务管理，因此通常不需要显式添加 @EnableTransactionManagement。
• 只有在自定义事务管理器、非 Spring Boot 项目或禁用自动配置时，才需要显式添加 @EnableTransactionManagement。
• 如果不确定事务管理是否启用，可以通过日志或测试方法验证。

(二)解决办法：使用@GlobalTransactional全局事务注解

@Service
public class UserServiceImpl {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;@Autowiredprivate ProviderService providerService;//    @Transactional@GlobalTransactional // 开启全局事务public void saveUser(User user) {userMapper.insert(user); // 操作第一个数据库// 发起远程调用，操作第二个数据库providerService.createUser(user);int i = 1 / 0;}
}

        清理数据库，开启@GlobalTransactional，重启consumer-service，然后再次访问代码仍然报错，但是数据库中没有数据，证明分布式事务生效。

也可以在@GlobalTransactional后面添加下面的代码

@GlobalTransactional(rollbackFor = RuntimeException.class)

@GlobalTransactional不一定非要放在Service中，放在Controller上也可以。

五、SQL回滚日志——beforeImage和afterImage

        @GlobalTransactional的原理就是sql执行前后的beforeImage和afterImage，日志文件就在undo_log表中，但是因为已经回滚完毕，undo_log表中的日志数据会被删除，下面演示undo_log表中的日志数据：

将rollback_info存储的内容复制出来，到JSON在线解析格式化验证 - JSON.cn这个网站格式化：

如果你使用的是Navicat，右键这个字段内容，另存为json再格式化 

 

这段json日志就是分支回滚日志，最外层是大的事务，大事务里面有2个小的本地事务，每一个小的本地事务都称为分支事务。

beforeImage：sql执行之前，没有数据

afterImage：sql执行之后，有数据

Seata会根据这个日志进行提交和回滚。

六、@GlobalLock

(一)数据库脏写

@Service
public class UserServiceImpl {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;@Autowiredprivate ProviderService providerService;//    @Transactional// 开启全局事务@GlobalTransactional(rollbackFor = RuntimeException.class)public void saveUser(User user) {
//        userMapper.insert(user); // 操作第一个数据库userMapper.updateById(user);try {Thread.sleep(20000);} catch (InterruptedException e) {}// 发起远程调用，操作第二个数据库providerService.createUser(user);int i = 1 / 0;}public void updateById(User user) {userMapper.updateById(user); // 更新第一个数据库}
}

@RestController
public class SeataController {@Autowiredprivate UserServiceImpl userService;@GetMapping("/saveUser")public String save(User user) {userService.saveUser(user);return "success-----------";}@GetMapping("/updateUser")public String update(User user) {userService.updateById(user);return "success-----------";}
}

将seata-user数据库的user表添加数据，seata-user2数据库表中没有数据

重启consumer-service先访问/saveUser修改表中的值，数据修改成功

http://localhost:8888/saveUser?id=100&name=小乔

在20s之内，访问/updateUser，数据修改成功

http://localhost:8888/updateUser?id=100&name=周瑜

此时，后台会一直尝试回滚，并且一直提示回滚失败

将表中的数据手动改回小乔才能回滚成功，这种情况只能手动修改：

 

回滚完成后，数据会回到最开始的张三：

(二)GlobalLock是如何预防数据库脏写的

GlobalLock：全局锁，必须配合 @Transactional 和 update 语句，才能使用

作用：提交数据前，先找 seata 获取全局锁，如果加锁失败就报异常，比如：

@Service
public class UserServiceImpl {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;@Autowiredprivate ProviderService providerService;// 开启全局事务@GlobalTransactional(rollbackFor = RuntimeException.class)public void saveUser(User user) {
//        userMapper.insert(user); // 操作第一个数据库userMapper.updateById(user);try {Thread.sleep(20000);} catch (InterruptedException e) {}// 发起远程调用，操作第二个数据库providerService.createUser(user);int i = 1 / 0;}@GlobalLock@Transactionalpublic void updateById(User user) {userMapper.updateById(user); // 更新第一个数据库}
}

浏览器分别访问： 

http://localhost:8888/saveUser?id=100&name=小乔http://localhost:8888/updateUser?id=100&name=周瑜http://localhost:8888/saveUser?id=100&name=小乔 

控制台报错：获取锁失败，脏数据未写入

这里获取锁报错是因为，saveUser方法上，使用了@GlobalTransactional 注解，该注解会自动在seata上添加一条全局锁信息，比如：

 

这些数据过一段时间会自动清除。

执行updateById方法时，因为有@GlobalLock注解，所以也会向seata发送请求，给id=100的数据加全局锁，但是全局锁已经存在了，所以该条数据不会被修改。

七、面试重点：Seata分布式事务流程

流程图：

Seata中有3个角色：

• TC(Transaction Coordinator)——事务协调者：驱动全局事务提交或回滚，其实就是 Seata服务端。
• TM(Transaction Manager)——事务管理器：定义全局事务的范围、开始全局事务、提交或回滚全局事务，其实就是Seata客户端。
• RM(Resource Manager)——资源管理器：管理分支事务处理的资源，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态，并驱动分支事务提交或回滚。

TM 和 RM 都在应用程序中

seata 分布式事务分为两个阶段，以下面的 sql 为例：

update user set name = '张三' where name = '小乔';

1.一阶段 

1. 通过GlobalTransactional注册全局事务，会得到一个XID(全局事务ID)
2. 解析SQL：得到SQL的类型(UPDATE)，表名(user)，条件(name = '哈哈')等相关的信息(元数据)。
3. 保存原镜像beforeImage：根据解析得到的条件信息，生成查询语句，定位数据，比如：

   select id, name from user where name = '哈哈';

4. 执行业务SQL：更新这条记录的name为 '亚瑟'。
5. 保存新镜像afterImage：根据前镜像的结果，通过主键定位数据，比如：

   select id, name, since from product where id = 1;

6. 插入回滚日志：把新老镜像数据以及业务SQL相关的信息组成一条回滚日志记录，插入到UNDO_LOG表中。
7. 本地事务提交之前，向TC注册分支事务：申请 user 表中，主键值等于1的记录的全局锁 。
8. 本地事务提交：业务数据的更新和前面步骤中生成的UNDO_LOG一并提交。
9. 将本地事务提交的结果上报给TC
10. 调用，执行另一个事务，并传递XID(放到 Request Header 中，TX_XID)

2.二阶段-回滚

1. 收到TC的分支回滚请求，开启一个本地事务，执行如下操作：
2. 通过XID和Branch ID(分支事务ID)查找到相应的UNDO_LOG记录。
3. 数据校验：拿UNDO_LOG 中的afterImage与当前数据进行比较，如果有不同，说明数据被当前全局事务之外的动作做了修改。
4. 根据UNDO_LOG中的beforeImage和业务SQL的相关信息生成并执行回滚的语句：
5. 提交本地事务。并把本地事务的执行结果(即分支事务回滚的结果)上报给TC。

3.二阶段-提交

1. 收到TC的分支提交请求，把请求放入一个异步任务的队列中，马上返回提交成功的结果给 TC。
2. 异步任务阶段的分支提交请求将异步和批量地删除相应UNDO_LOG记录。