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分布式事务，事务失效，TC事务协调者

backend 2025/5/1 15:54:02

1. 概述

本方案书旨在解决分布式系统中事务一致性问题，重点阐述全局事务标识（XID）的传递与存储机制、事务协调者（TC）的设计与部署，以及分布式事务失效场景的应对策略。基于业界成熟框架（如Seata）的最佳实践，提供高可用、高性能的分布式事务解决方案。

2. 核心概念与架构

2.1 分布式事务模型

AT模式（自动补偿）
通过全局锁和逆向SQL（undo log）实现自动回滚，适用于数据库操作。
TCC模式（手动补偿）
业务层实现Try-Confirm-Cancel接口，适用于复杂业务逻辑。
Saga模式（长事务）
通过事件驱动和补偿事务链实现最终一致性，适用于跨服务长流程。

2.2 核心组件

组件	角色
事务协调者（TC）	独立服务，负责全局事务状态管理和协调。
事务管理器（TM）	集成在业务服务中，负责开启/提交/回滚全局事务。
资源管理器（RM）	管理本地资源（如数据库、消息队列），执行分支事务的提交/回滚。

3. XID 的传递与存储机制

3.1 XID 的生成与作用

全局唯一性：由TC生成，格式示例：192.168.1.100:8091:123456。
核心功能：关联所有分支事务，确保跨服务、跨资源的操作原子性。

3.2 XID 的传递方式

场景1：跨服务调用（RPC/HTTP）

隐式传递（推荐）
通过RPC框架（如Dubbo、Feign）的请求头自动传递XID。

// Feign 拦截器示例  
public class XidFeignInterceptor implements RequestInterceptor {  @Override  public void apply(RequestTemplate template) {  String xid = RootContext.getXID();  template.header("TX_XID", xid);  }  
}

场景2：异步任务与多线程

手动传递（基础方案）
显式传递XID并在子线程中绑定：

String xid = RootContext.getXID();  
executor.submit(() -> {  RootContext.bind(xid);  try {  // 业务逻辑  } finally {  RootContext.unbind();  }  
});

TransmittableThreadLocal（推荐）
使用阿里开源工具解决线程池上下文传递问题：

private static TransmittableThreadLocal<String> XID = new TransmittableThreadLocal<>();  
executor.submit(TtlRunnable.get(() -> {  // 子线程自动继承XID  
}));

场景3：消息队列（如Kafka、RocketMQ）

消息头传递
生产者将XID写入消息属性，消费者读取后绑定到本地事务：

// RocketMQ 生产者  
Message msg = new Message();  
msg.putUserProperty("XID", xid);

3.3 XID 的存储管理

默认存储：基于ThreadLocal，仅限当前线程访问。

public class RootContext {  private static ThreadLocal<String> XID = new ThreadLocal<>();  
}

扩展方案：
- InheritableThreadLocal：支持父子线程传递，但不适用于线程池。
- TransmittableThreadLocal：支持线程池场景，需配合TtlRunnable使用。

4. 事务协调者（TC）的设计与部署

4.1 TC 的核心职责

全局事务管理：注册XID，维护global_table（全局事务状态表）。
分支事务协调：记录branch_table（分支事务表），驱动提交/回滚。
故障恢复：检测超时事务，触发自动回滚或重试。

4.2 部署模式

独立服务部署（推荐）

启动命令：

# Seata TC 服务启动  
sh seata-server.sh -p 8091 -m db -h 192.168.1.100

高可用设计：
- 数据库模式：多个TC节点共享同一数据库（如MySQL）。
- Raft模式：通过一致性协议实现集群选举（Seata 1.5+）。

配置文件示例（Seata）

# registry.conf  
registry {  type = "nacos"  nacos {  serverAddr = "localhost:8848"  namespace = ""  cluster = "default"  }  
}  config {  type = "nacos"  nacos {  serverAddr = "localhost:8848"  namespace = ""  group = "SEATA_GROUP"  }  
}

4.3 事务恢复流程

回滚触发：TM通知TC回滚指定XID。
分支查询：TC从branch_table查询所有关联分支。
逆向执行：各RM根据undo_log执行补偿操作。

5. 分布式事务失效场景与解决方案

5.1 常见失效场景

场景	原因	后果
RPC调用未透传XID	未在请求头中添加XID	下游服务无法加入全局事务
异步任务未绑定XID	子线程未继承`ThreadLocal`中的XID	异步操作游离于事务外
TC单点故障	未部署TC集群	全局事务无法协调

5.2 解决方案

场景1：XID传递失败

强制校验：在事务入口拦截请求，校验XID是否存在。
统一拦截器：通过RPC拦截器（如Spring AOP）自动透传XID。

场景2：多线程XID丢失

TransmittableThreadLocal：结合线程池包装类（TtlExecutors）传递上下文。

框架集成：Spring异步任务支持：

@Configuration  
@EnableAsync  
public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {  @Override  public Executor getAsyncExecutor() {  return TtlExecutors.getTtlExecutor(Executors.newFixedThreadPool(4));  }  
}