LCN解决分布式事务原理解析+项目实战（原创精华版）

前言

　　SpringCloud分布式架构给我们带来开发上的便利，同时增加了我们对事务管理的难度，微服务的遍地开花，本地事务已经无法满足分布式的要求，由此分布式事务问题诞生。分布式事务被称为世界性的难题。
　　更多分布式事务介绍请看这篇文章：再有人问你分布式事务，把这篇扔给他
　　本文记录整合TX-LCN分布式事务框架管理分布式事务，用的版本是5.0.2.RELEASE

了解分布式事务

分布式事务产生的背景

　　在分布式产生之前，互联网公司的项目都是传统的单体项目，整个项目都共用了一个数据源，那么进行业务执行对数据库进行操作的时候，不会产生这种事务不一致问题，因为是同一个数据源用的一个本地事务。

　　但随着我们架构的演变，从单体架构到分布式架构到SOA架构项目再到如今公司采用的微服务架构，我们对服务进行了业务拆分，那么数据源也被拆分，一般微服务项目是一个服务对应一个数据源。

　　那么在这种架构下，每个服务都有自己独立的数据源有自己的本地事务，从而便会产生分布式事务，可能造成服务间数据不一致问题。

不同架构体系下解决事务的问题

单体架构（单数据源）

在单体的项目中，多个不同业务逻辑都是在同一个数据源中实现事务管理，是不存在分布式事务的问题，因为同一数据源的情况下都是采用事务管理器，相当于每个事务管理器对应一个数据源

单体架构（多数据源）

在单体的项目中，有多个不同的数据源，每个数据源中都有自己独立的事务管理器，互不影响，那么这时候也会存在多数据源事务管理：解决方案jta+ Atomikos。

分布式/微服务架构

在分布式/微服务架构，每个服务都有自己独立的数据源和事务管理器，那么在这种情况下如果有业务要进行RPC远程调用的时候，那就必然可能产生分布式事务。目前主要解决方案有：MQ、LCN、Seata等方案。

LCN简介和背景

LCN分布式事务框架其本身并不创建事务，而是基于对本地事务的协调从而达到事务一致性的效果。
LCN框架在2017年6月份发布第一个版本，从开始的1.0，已经发展到了5.0版本。

LCN名称是由早期版本的LCN框架命名，在设计框架之初的1.0 ~ 2.0的版本时框架设计的步骤是如下,各取其首字母得来的LCN命名。

5.0以后由于框架兼容了LCN、TCC、TXC三种事务模式，为了避免区分LCN模式，特此将LCN分布式事务改名为TX-LCN分布式事务框架。
TX-LCN分布式事务框架，LCN并不生产事务，LCN只是本地事务的协调工，LCN是一个高性能的分布式事务框架，兼容dubbo、springcloud框架，支持RPC框架拓展，支持各种ORM框架、NoSQL、负载均衡、事务补偿

定位

TX-LCN定位于一款事务协调性框架，框架其本身并不操作事务，而是基于对事务的协调从而达到事务一致性的效果。（LCN不生产事务，它只是事务的搬运工...woc这有点像农夫山泉的文案）

LCN模式

LCN模式是通过代理Connection的方式实现对本地事务的操作，然后在由TxManager统一协调控制事务。当本地事务提交回滚或者关闭连接时将会执行假操作，该代理的连接将由LCN连接池管理。
该模式的特点:

该模式对代码的嵌入性为低。
该模式仅限于本地存在连接对象且可通过连接对象控制事务的模块。
该模式下的事务提交与回滚是由本地事务方控制，对于数据一致性上有较高的保障。
该模式缺陷在于代理的连接需要随事务发起方一共释放连接，增加了连接占用的时间。

TCC模式

TCC事务机制相对于传统事务机制（X/Open XA Two-Phase-Commit），其特征在于它不依赖资源管理器(RM)对XA的支持，而是通过对（由业务系统提供的）业务逻辑的调度来实现分布式事务。主要由三步操作，Try: 尝试执行业务、 Confirm:确认执行业务、 Cancel: 取消执行业务。

该模式的特点：

该模式对代码的嵌入性高，要求每个业务需要写三种步骤的操作。
该模式对有无本地事务控制都可以支持使用面广。
数据一致性控制几乎完全由开发者控制，对业务开发难度要求高。

TXC模式

TXC模式命名来源于淘宝，实现原理是在执行SQL之前，先查询SQL的影响数据，然后保存执行的SQL快走信息和创建锁。当需要回滚的时候就采用这些记录数据回滚数据库，目前锁实现依赖redis分布式锁控制。
该模式的特点：

该模式同样对代码的嵌入性低。
该模式仅限于对支持SQL方式的模块支持。
该模式由于每次执行SQL之前需要先查询影响数据，因此相比LCN模式消耗资源与时间要多。
该模式不会占用数据库的连接资源。

LCN分布式事务原理（自己理解的，白话文通俗易懂）

　　1) 首先我们的lcn协调者（TM）会和lcn客户端（TC）通过引入的netty一直保持着长连接（持续监听）。

　　2) 当请求的发起方（调用方）进入接口业务之前，会通过AOP技术进到@LcnTransaction注解中去LCN协调者那边生成注册一个全局的事务组Id（groupId）。

　　3) 当发起方（调用方）通过rpc调用参与方（被调用方）的时候，lcn重写了Feign客户端，会从ThreadLocal中拿到该事务组Id（groupId），并将该事务组Id设置到请求头中。

　　4) 参与方（被调用方）在请求头中获取到了这个groupId的时候，lcn会标识该服务为参与方并加入到该事务组，并会被lcn代理数据源，当该服务业务逻辑执行完成后，进行数据源的假关闭，并不会真正的提交或回滚当前服务的事务。

　　5) 当发起方执行完全部业务逻辑的时候，如果无异常会告知lcn协调者，lcn协调者再分别告诉该请求链上的所有参与方可以提交了，再进行真正的提交。若发起方调用完参与方后报错了，也会告知lcn协调者，lcn协调者再告知所有的参与方进行真正的回滚操作，这样就解决了分布式事务的问题

快速撸代码

搭建tx-manager

创建数据库、表

创建MySQL数据库, 名称为：tx-manager（我们直接选择在我们自己的数据库下面创建表就行了，这里就不创建这个数据库）
创建数据表：t_tx_exception

CREATE TABLE `t_tx_exception`  (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `group_id` varchar(64) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `unit_id` varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `mod_id` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `transaction_state` tinyint(4) NULL DEFAULT NULL,
  `registrar` tinyint(4) NULL DEFAULT NULL,
  `remark` varchar(4096) NULL DEFAULT  NULL,
  `ex_state` tinyint(4) NULL DEFAULT NULL COMMENT '0 未解决 1已解决',
  `create_time` datetime NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

https://img2018.cnblogs.com/blog/1353055/201906/1353055-20190620151602501-133032900.png

下载源码并编译

源码下载地址：https://github.com/codingapi/tx-lcn
工程目录

修改txlcn-tm的配置文件application.properties

####################### 服务 ############################################
 
spring.application.name=TransactionManager
server.port=7970
 
####################### 数据库 ############################################
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://47.92.145.192:3306/scm_transaction?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&allowMultiQueries=true&useSSL=false
spring.datasource.username=db_user2
spring.datasource.password=db_pass
# 验证连接是否有效。此参数必须设置为非空字符串，下面三项设置成true才能生
spring.datasource.validationQuery=SELECT 1
# 指明连接是否被空闲连接回收器(如果有)进行检验.如果检测失败,则连接将被从池中去除.
spring.datasource.testWhileIdle=true
# 指明是否在从池中取出连接前进行检验,如果检验失败,则从池中去除连接并尝试取出另一个
spring.datasource.testOnBorrow=true
# 指明是否在归还到池中前进行检验
spring.datasource.testOnReturn=false
 
# 以下可省略
# 初始化大小，最小，最大
spring.datasource.initialSize=5
spring.datasource.minIdle=10
spring.datasource.maxActive=1000
# 配置获取连接等待超时的时间
spring.datasource.maxWait=60000
#配置间隔多久才进行一次检测，检测需要关闭的空闲连接，单位是毫秒
spring.datasource.timeBetweenEvictionRunsMillis=60000
#配置一个连接在池中最小生存的时间，单位是毫秒
spring.datasource.minEvictableIdleTimeMillis=300000
#打开PSCache，并且指定每个连接上PSCache的大小
spring.datasource.poolPreparedStatements=true
spring.datasource.maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize=20
#配置监控统计拦截的filters，去掉后监控界面sql无法统计，'wall'用于防火墙
spring.datasource.filters=stat,wall,log4j
#通过connectProperties属性来打开mergeSql功能；慢SQL记录
spring.datasource.connectionProperties=druid.stat.mergeSql=true;druid.stat.slowSqlMillis=1000;druid.stat.logSlowSql=true
#合并多个DruidDataSource的监控数据
spring.datasource.useGlobalDataSourceStat=true
#spring.datasource.WebStatFilter.exclusions="*.js,*.gif,*.jpg,*.png,*.css,*.ico,/druid/*"
#spring.datasource.stat-view-servlet.login-username=admin
#spring.datasource.stat-view-servlet.login-password=admin
 
####################### 数据库方言 ############################################
spring.jpa.database-platform=org.hibernate.dialect.MySQL5InnoDBDialect
# 第一次运行可以设置为: create, 为TM创建持久化数据库表
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
 
####################### Redis ############################################
spring.redis.host=47.92.145.192
spring.redis.port=6379
spring.redis.password=WZTH@dev123
 
####################### 事务 ############################################
# TM监听IP. 默认为 127.0.0.1
tx-lcn.manager.host=127.0.0.1
# TM监听Socket端口. 默认为 ${server.port} - 100
tx-lcn.manager.port=8070
# 心跳检测时间(ms). 默认为 300000
tx-lcn.manager.heart-time=300000
# 分布式事务执行总时间(ms). 默认为36000
tx-lcn.manager.dtx-time=8000
# 参数延迟删除时间单位ms  默认为dtx-time值
tx-lcn.message.netty.attr-delay-time=${tx-lcn.manager.dtx-time}
# 事务处理并发等级. 默认为机器逻辑核心数5倍
tx-lcn.manager.concurrent-level=160
# TM后台登陆密码，默认值为codingapi
tx-lcn.manager.admin-key=123456
# 分布式事务锁超时时间 默认为-1，当-1时会用tx-lcn.manager.dtx-time的时间
tx-lcn.manager.dtx-lock-time=${tx-lcn.manager.dtx-time}
# 雪花算法的sequence位长度，默认为12位.
tx-lcn.manager.seq-len=12
# 异常回调开关。开启时请制定ex-url
tx-lcn.manager.ex-url-enabled=false
# 事务异常通知（任何http协议地址。未指定协议时，为TM提供内置功能接口）。默认是邮件通知
tx-lcn.manager.ex-url=/provider/email-to/306509906@qq.com

注意：个人修改了数据库的名称，和用户名密码，根据自己的实际情况修改

启动txlcn-tm模块

不知道怎么启动的可以自行查阅Springboot运行方式
启动后打开后台地址http://localhost:7970，初始密码是codingapi，我这里改成了123456

登陆后

搭建Tx-Client

TC端参照官网一步步操作：https://www.txlcn.org/zh-cn/docs/start.html

TC引入依赖

<dependency>
            <groupId>com.codingapi.txlcn</groupId>
            <artifactId>txlcn-tc</artifactId>
            <version>5.0.2.RELEASE</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.codingapi.txlcn</groupId>
            <artifactId>txlcn-txmsg-netty</artifactId>
            <version>5.0.2.RELEASE</version>
        </dependency>

PS：如果你没有添加jdbc驱动，启动的时候会报错

Parameter 0 of constructor in com.codingapi.txlcn.tc.core.transaction.txc.analy.TableStructAnalyser required a bean of type 'javax.sql.DataSource' that could not be found.

因此要添加jdbc依赖

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>

配置文件添加TM地址跟监听端口，如果TM是默认8070端口，且跟TC部署在同一台机器，可以忽略这个配置，并且开启日志，开发阶段最好开启日志，并设置为debug等级，这样方便追踪排查问题

# 是否启动LCN负载均衡策略(优化选项，开启与否，功能不受影响)
tx-lcn.ribbon.loadbalancer.dtx.enabled=true
# 默认之配置为TM的本机默认端口
tx-lcn.client.manager-address=127.0.0.1:8070
# 开启日志,默认为false
tx-lcn.logger.enabled=true
tx-lcn.logger.driver-class-name=${spring.datasource.driver-class-name}
tx-lcn.logger.jdbc-url=${spring.datasource.url}
tx-lcn.logger.username=${spring.datasource.username}
tx-lcn.logger.password=${spring.datasource.password}
logging.level.com.codingapi.txlcn=DEBUG

在启动类上使用 @EnableDistributedTransaction

//省略其他代码...
@EnableDistributedTransaction
public class MyspringbootApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyspringbootApplication.class, args);
    }
}

在提交本地事务的地方添加@LcnTransaction，分布式事务注解，PS：@LcnTransaction的target是在方法上的，@Target({ElementType.METHOD})

演示demo

我们挑选之前的两个项目myspringboot、springdatejpa，按照步骤设置成TC，
并且在两个TC添加测试接口

myspringboot-controller

/**
     * 测试分布式事务
     */
    @GetMapping("feign/save")
    Result<UserVo> save(UserVo userVo){
        //模拟数据
        Description description = new Description();
        description.setUserId("111");
        description.setDescription("测试用户描述");

        Result<Description> save = descriptionService.save(description);
        System.out.println(save);
        return null;
    }

myspringboot-service

@Override
    @LcnTransaction//分布式事务
    @Transactional //本地事务
    public Result<Description> save(Description description) {
        UserVo userVo = new UserVo();
        userVo.setUsername("huanzi");
        userVo.setPassword("123");
        //调用springdatejpa服务保存userVo
        Result<UserVo>  result = myspringbootFeign.save(userVo);
        System.out.println(result);

        //myspringboot本地服务保存description
        Description save = descriptionRepository.save(description);
        System.out.println(save);
        
        //模拟发生异常
        throw new RuntimeException("business code error");
    }

myspringboot-feign

@FeignClient(name = "springdatejpa", path = "/user/",fallback = MyspringbootFeignFallback.class,fallbackFactory = MyspringbootFeignFallbackFactory.class)
public interface MyspringbootFeign {

    @RequestMapping(value = "save")
    Result<UserVo> save(@RequestBody UserVo userVo);
}

springdatejpa

这个原先就已经有对应的save接口，其他的代码我们就不贴了，在UserServiceImpl类重写save方法，在save方法上添加@LcnTransaction注解

@LcnTransaction//分布式事务
    @Transactional //本地事务
    @Override
    public Result<UserVo> save(UserVo entity) {
        User user = userRepository.save(FastCopy.copy(entity, User.class));
        return Result.of(FastCopy.copy(user, UserVo.class));
    }

演示效果

启动所有项目，TM跟Redis服务也要记得启动

查看TM后台，可以看到成功注册了两个TC

访问http://localhost:10010/myspringboot/feign/save，被单点登录拦截，登录后跳转正常跳转该接口，这些就不再演示了，下面直接看后台debug日志
调用流程
myspringboot（A） ---> springdatejpa（B）

事务回滚
myspringboot（A）

springdatejpa（B）

到这里springdatejpa（B）已经响应了user数据给myspringboot（A），而后收到回滚通知

事务提交
我们看一下事务正常提交是怎么样的，我们把模拟异常注释起来，并返回保存后的数据

        //模拟发生异常
        //throw new RuntimeException("business code error");
        return Result.of(save);

我们直接从springdatejpa（B）响应数据之后看myspringboot（A）

springdatejpa（B）

后记

要注意我们的springboot版本跟txlcn的版本是不是兼容，按照官网的快速开始（https://www.txlcn.org/zh-cn/docs/start.html），以及参考官方例子（https://github.com/codingapi/txlcn-demo），一路下来碰到了一下小问题在这里总结一下：

1、A调B，A抛出异常，A事务回滚，B事务没有回滚

原因：这个是因为刚开始我是在A的controller层调用B，相当于B是一个单独是事务组，A又是一个单独的事务组

解决：在A开启事务后再调用B

posted @ 2020-08-12 14:41 荭丶尘阅读(1615) 评论(0) 编辑收藏举报

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