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dongfuye1
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用 Java 轻松完成一个分布式事务 TCC,保姆级教程

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  •   dongfuye1 · 241 天前 · 469 次点击
    这是一个创建于 241 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    什么是 TCC,TCC 是 Try 、Confirm 、Cancel 三个词语的缩写,最早是由 Pat Helland 于 2007 年发表的一篇名为《 Life beyond Distributed Transactions:an Apostate’s Opinion 》的论文提出。

    TCC 组成

    TCC 分为 3 个阶段

    • Try 阶段:尝试执行,完成所有业务检查(一致性), 预留必须业务资源(准隔离性)
    • Confirm 阶段:如果所有分支的 Try 都成功了,则走到 Confirm 阶段。Confirm 真正执行业务,不作任何业务检查,只使用 Try 阶段预留的业务资源
    • Cancel 阶段:如果所有分支的 Try 有一个失败了,则走到 Cancel 阶段。Cancel 释放 Try 阶段预留的业务资源。

    TCC 分布式事务里,有 3 个角色,与经典的 XA 分布式事务一样:

    • AP/应用程序,发起全局事务,定义全局事务包含哪些事务分支
    • RM/资源管理器,负责分支事务各项资源的管理
    • TM/事务管理器,负责协调全局事务的正确执行,包括 Confirm,Cancel 的执行,并处理网络异常

    如果我们要进行一个类似于银行跨行转账的业务,转出( TransOut )和转入( TransIn )分别在不同的微服务里,一个成功完成的 TCC 事务典型的时序图如下:

    image.png

    TCC 实践

    下面我们进行一个 TCC 事务的具体开发

    我们的例子使用的分布式事务框架为 dtm,它对分布式事务的支持非常优雅。下面来详细讲解 TCC 的组成

    下面我们来编写具体的 Try/Confirm/Cancel 的处理函数

    @RequestMapping("TransOutTry")
        public Map<String, String> TransOutTry() {
            Map<String, String> result = new HashMap<>();
            result.put("dtm_result", "SUCCESS");
            return result;
        }
    
        @RequestMapping("TransOutConfirm")
        public Map<String, String> TransOutConfirm(HttpServerResponse response) {
            Map<String, String> result = new HashMap<>();
            result.put("dtm_result", "SUCCESS");
            return result;
        }
    
        @RequestMapping("TransOutCancel")
        public Map<String, String> TransOutCancel() {
            Map<String, String> result = new HashMap<>();
            result.put("dtm_result", "SUCCESS");
            return result;
        }
    
        @RequestMapping("TransInTry")
        public Map<String, String> TransInTry() {
            Map<String, String> result = new HashMap<>();
            result.put("dtm_result", "SUCCESS");
            return result;
        }
    
        @RequestMapping("TransInConfirm")
        public Map<String, String> TransInConfirm() {
            Map<String, String> result = new HashMap<>();
            result.put("dtm_result", "SUCCESS");
            return result;
        }
    
        @RequestMapping("TransInCancel")
        public Map<String, String> TransInCancel() {
           Map<String, String> result = new HashMap<>();
            result.put("dtm_result", "SUCCESS");
            return result;
        }
    

    到此各个子事务的处理函数已经 OK 了,然后是开启 TCC 事务,进行分支调用

           @RequestMapping("fireTcc")
        public String fireTcc() {
            Function<Tcc, Boolean> function = TccController::tccTrans;
            return tcc.tccGlobalTransaction(function);
        }
    
        public static Boolean tccTrans(Tcc tcc) {
            try {
                boolean a = tcc.callBranch("", svc + "/TransOutTry", svc + "/TransOutConfirm", svc + "/TransOutCancel");
                boolean b = tcc.callBranch("", svc + "/TransInTry", svc + "/TransInConfirm", svc + "/TransInCancel");
                return a && b;
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return false;
        }
    

    至此,一个完整的 TCC 分布式事务编写完成。

    如果您想要完整运行一个成功的示例,那么参考这个例子 yedf/dtmcli-java-sample,将它运行起来非常简单

    # 部署启动 dtm
    # 需要 docker 版本 18 以上
    git clone https://github.com/yedf/dtm
    cd dtm
    docker-compose up
    
    # 另起一个命令行
    git clone https://github.com/yedf/dtmcli-java-sample.git
    cd dtmcli-java-sample
    # 编译运行例子 main/src/main/java/com/github/viticis/dtmclijavaexamples/DtmcliJavaSampleApplication
    

    TCC 的回滚

    假如银行将金额准备转入用户 2 时,发现用户 2 的账户异常,返回失败,会怎么样?我们可以让 TransIn 返回失败来模拟这种情况

        @RequestMapping("TransInTry")
        public Map<String, String> TransInTry() {
            Map<String, String> result = new HashMap<>();
            result.put("dtm_result", "FAILURE");
            return result;
        }
    

    我们给出事务失败交互的时序图

    image.png

    这个跟成功的 TCC 差别就在于,当某个子事务返回失败后,后续就回滚全局事务,调用各个子事务的 Cancel 操作,保证全局事务全部回滚。

    在 TCC 事务模式上,有不少的读者会问,如果 Confirm/Cancel 失败会怎么样?这是一个好问题,代表您正在深入思考 TCC 事务模式。第一种情况是临时失败,例如网络故障、应用或数据库宕机,这类错误进行重试,最后会返回成功;另一种情况为业务失败,按照 TCC 的协议,第一阶段锁定资源,保证足够的资源能够让 Confirm/Cancel 执行,也就是说,程序逻辑上,Confirm/Cancel 是不允许返回业务失败的,如果出现业务失败,那么是 bug,需要开发人员手动修复 bug 。

    小结

    在这篇文章里,我们介绍了 TCC 的理论知识,也通过一个例子,完整给出了编写一个 TCC 事务的过程,涵盖了正常成功完成,以及成功回滚的情况。相信读者通过这边文章,对 TCC 已经有了深入的理解。

    关于分布式事务更多更全面的知识,请参考《分布式事务最经典的七种解决方案》

    文中使用的例子节选自yedf/dtm,它支持多种事务模式:TCC 、SAGA 、XA 、事务消息 跨语言支持,已支持 golang 、python 、Java 、PHP 、nodejs 等语言的客户端,参考各语言 SDK。提供子事务屏障功能,优雅解决幂等、悬挂、空补偿等问题。

    阅读完此篇干货,欢迎大家访问https://github.com/yedf/dtm项目,给颗星星支持!

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