分布式事务- TCC编程式模式

一、前言

严格遵守ACID的分布式事务我们称为刚性事务,而遵循BASE理论(基本可用:在故障出现时保证核心功能可用,软状态:允许中间状态出现,最终一致性:不要求分布式事务打成中时间点数据都是一致性的,但是保证达到某个时间点后,数据就处于了一致性了)的事务我们称为柔性事务,其中TCC编程模式就属于柔性事务,本文我们来阐述其理论。

二、TCC编程模式

TCC编程模式本质上也是一种二阶段协议,不同在于TCC编程模式需要与具体业务耦合,下面首先看下TCC编程模式步骤:

  • 所有事务参与方都需要实现try,confirm,cancle接口。
  • 事务发起方向事务协调器发起事务请求,事务协调器调用所有事务参与者的try方法完成资源的预留,这时候并没有真正执行业务,而是为后面具体要执行的业务预留资源,这里完成了一阶段。
  • 如果事务协调器发现有参与者的try方法预留资源时候发现资源不够,则调用参与方的cancle方法回滚预留的资源,需要注意cancle方法需要实现业务幂等,因为有可能调用失败(比如网络原因参与者接受到了请求,但是由于网络原因事务协调器没有接受到回执)会重试。
  • 如果事务协调器发现所有参与者的try方法返回都OK,则事务协调器调用所有参与者的confirm方法,不做资源检查,直接进行具体的业务操作。
  • 如果协调器发现所有参与者的confirm方法都OK了,则分布式事务结束。
  • 如果协调器发现有些参与者的confirm方法失败了,或者由于网络原因没有收到回执,则协调器会进行重试。这里如果重试一定次数后还是失败,会怎么样那?常见的是做事务补偿。

蚂蚁金服基于TCC实现了XTS(云上叫DTS),目前在蚂蚁金服云上有对外输出,这里我们来结合其提供的一个例子来具体理解TCC的含义,以下引入蚂蚁金服云实例:

“首先我们假想这样一种场景:转账服务,从银行 A 某个账户转 100 元钱到银行 B 的某个账户,银行 A 和银行 B 可以认为是两个单独的系统,也就是两套单独的数据库。

我们将账户系统简化成只有账户和余额 2 个字段,并且为了适应 DTS 的两阶段设计要求,业务上又增加了一个冻结金额(冻结金额是指在一笔转账期间,在一阶段的时候使用该字段临时存储转账金额,该转账额度不能被使用,只有等这笔分布式事务全部提交成功时,才会真正的计入可用余额)。按这样的设计,用户的可用余额等于账户余额减去冻结金额。这点是理解参与者设计的关键,也是 DTS 保证最终一致的业务约束。”

在try阶段并没有对银行A和B数据库中的余额字段做操作,而是对冻结金额做的操作,对应A银行预留资源操作是对冻结金额加上100元,这时候A银行账号上可用钱为余额字段-冻结金额;对应B银行的操作是对冻结金额上减去100,这时候B银行账号上可用的钱为余额字段-冻结金额。

如果事务协调器调用银行A和银行B的try方法有一个失败了(比如银行A的账户余额不够了),则调用cancle进行回滚操作(具体是对冻结金额做反向操作)。如果调用try方法都OK了,则进入confirm阶段,confirm阶段则不做资源检查,直接做业务操作,对应银行A要在账户余额减去100,然后冻金额减去100;对应银行B要对账户余额字段加上100,然后冻结金额加上100。

最关心的,如果confirm阶段如果有一个参与者失败了,该如何处理,其实上面操作都是xts-client做的,还有一个xts-server专门做事务补偿的。

三、总结

TCC是对二阶段的一个改进,try阶段通过预留资源的方式避免了同步阻塞资源的情况,但是TCC编程需要业务自己实现try,confirm,cancle方法,对业务入侵太大,实现起来也比较复杂。

最后

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加多

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高级 Java 攻城狮 at 阿里巴巴
加多,目前就职于阿里巴巴,热衷并发编程、ClassLoader,Spring等开源框架,分布式RPC框架dubbo,springcloud等;爱好音乐,运动。微信公众号:技术原始积累。知识星球账号:技术原始积累
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