[Java实战]Spring Boot整合Seata：分布式事务一致性解决方案（三十一）

news2025/5/23 21:11:04

[Java实战]Spring Boot整合Seata：分布式事务一致性解决方案（三十一）

引言

在微服务架构中，业务逻辑被拆分为多个独立的服务，每个服务可能拥有独立的数据库。当需要跨服务操作多个数据库时，如何保证数据的一致性成为关键挑战。Seata（Simple Extensible Autonomous Transaction Architecture）是阿里开源的分布式事务解决方案，支持AT、TCC、SAGA等多种事务模式。本文以 AT模式 为例，结合Spring Boot，讲解如何实现分布式事务的强一致性。

一、分布式事务与Seata原理
1.1 分布式事务的挑战
  • CAP理论：在分布式系统中，一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分区容错性（Partition Tolerance）无法同时满足。
  • BASE理论：通过牺牲强一致性，实现最终一致性（Basically Available, Soft state, Eventually consistent）。
1.2 Seata的核心概念
  • TC（Transaction Coordinator）：事务协调器，负责全局事务的提交或回滚。
  • TM（Transaction Manager）：事务管理器，定义全局事务的边界（如@GlobalTransactional）。
  • RM（Resource Manager）：资源管理器，管理分支事务的资源（如数据库连接）。
1.3 AT模式工作原理
  1. 阶段一（提交预操作）：
    • TM向TC注册全局事务。
    • RM执行SQL操作，生成前置镜像（before image）和后置镜像（after image），并记录undo_log。
  2. 阶段二（提交或回滚）：
    • 全局事务成功：TC异步删除undo_log。
    • 全局事务失败：TC根据undo_log反向补偿数据。
二、环境准备
2.1 依赖组件
  • Seata Server：1.5.0+
  • 注册中心：Nacos（或其他支持的服务发现组件）
  • 数据库：MySQL（需支持undo_log表）
2.2 数据库表准备

在每个业务数据库中添加 undo_log 表：

CREATE TABLE `undo_log` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `branch_id` bigint(20) NOT NULL,
  `xid` varchar(100) NOT NULL,
  `context` varchar(128) NOT NULL,
  `rollback_info` longblob NOT NULL,
  `log_status` int(11) NOT NULL,
  `log_created` datetime NOT NULL,
  `log_modified` datetime NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

三、Docker部署Nacos与Seata Server
3.1 部署Nacos

使用Docker快速启动Nacos服务：

# 拉取Nacos镜像（以2.0.3版本为例）
docker pull docker.1ms.run/nacos/nacos-server:v2.0.3

# 启动Nacos容器（单机模式）
docker run -d \
  --name nacos-server \
  -p 8848:8848 \
  -e MODE=standalone \  # 单机模式
  -e JVM_XMS=256m \    # 最小内存
  -e JVM_XMX=256m \    # 最大内存
  --restart=always \
   docker.1ms.run/nacos/nacos-server:v2.0.3
 #整合执行  
 docker run -d --name nacos-server -p 8848:8848 -e MODE=standalone -e JVM_XMS=256m -e JVM_XMX=256m --restart=always docker.1ms.run/nacos/nacos-server:v2.0.3

验证访问：浏览器打开 http://localhost:8848/nacos，默认账号/密码：nacos/nacos。

3.2 部署Seata Server

拉取Seata镜像并启动容器：

# 拉取Seata镜像（以1.5.0版本为例）
docker pull docker.1ms.run/seataio/seata-server:1.5.0

# 启动Seata Server容器
docker run -d \
  --name seata-server \
  -p 8091:8091 \        # Seata TC端口
  -p 7091:7091 \        # Seata控制台端口（可选）
  -e SEATA_IP=宿主机IP \  # 需替换为实际IP（用于微服务连接）
  -e SEATA_CONFIG_NAME=file:/seata-server/resources/registry \
  --restart=always \
  docker.1ms.run/seataio/seata-server:1.5.0
  
  #整合一行方便执行
  docker run -d --name seata-server -p 8091:8091 -p 7091:7091 -e SEATA_IP=192.168.231.132 -e SEATA_CONFIG_NAME=file:/seata-server/resources/registry --restart=always docker.1ms.run/seataio/seata-server:1.5.0
3.3 Docker Compose一键部署 （可选）

创建 docker-compose.yml：

version: '3'
services:
  nacos-server:
    image: nacos/nacos-server:v2.0.3
    ports:
      - "8848:8848"
    environment:
      - MODE=standalone
    networks:
      - seata-net

  seata-server:
    image: seataio/seata-server:1.5.0
    ports:
      - "8091:8091"
      - "7091:7091"
    environment:
      - SEATA_IP=宿主机IP
    volumes:
      - ~/seata/config:/seata-server/resources
    networks:
      - seata-net
    depends_on:
      - nacos-server

networks:
  seata-net:
    driver: bridge

启动命令：

docker-compose up -d
3.4 关键配置挂载（可选）

若需自定义Seata配置（如注册中心），可通过挂载配置文件：

  1. 创建本地目录 ~/seata/config，放入 registry.conf：
registry {
  type = "nacos"
  nacos {
    application = "seata-server"
    serverAddr = "宿主机IP:8848"  # 替换为Nacos容器IP或宿主机IP
    namespace = "public"
    cluster = "default"
  }
}

config {
  type = "nacos"
  nacos {
    serverAddr = "宿主机IP:8848"
    namespace = "public"
    group = "SEATA_GROUP"
  }
}
  1. 启动容器时挂载配置：
docker run -d \
  ... \
  -v ~/seata/config:/seata-server/resources \
  seataio/seata-server:1.5.0
四、Spring Boot项目配置
4.1 修改微服务配置

在 application.yml 中，确保Seata和Nacos指向Docker容器地址：

seata:
  application-id: order-service    # 服务名
  tx-service-group: my_tx_group    # 事务组名（需与Seata Server配置一致）
  service:
    vgroup-mapping:
      my_tx_group: default         # 事务组映射到Seata集群
  registry:
    type: nacos                    # 注册中心类型
    nacos:
      server-addr: 192.168.231.132:8848
      namespace: public
  config:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 192.168.231.132:8848
      group: SEATA_GROUP
      namespace: public
4.2 确保容器间网络互通

若微服务也在Docker中运行，建议使用自定义网络：

# 创建自定义网络
docker network create seata-net

# 启动容器时加入网络
docker run -d --network seata-net --name nacos-server ... 
docker run -d --network seata-net --name seata-server ...

此时，微服务容器可通过容器名（如 nacos-server:8848）访问Nacos和Seata。

五、业务代码与测试

业务代码（如全局事务注解 @GlobalTransactional）无需修改，与本地部署完全一致。测试步骤参考原文档，重点关注以下验证点：

  1. 服务注册验证：
  • 在Nacos控制台查看 order-service、seata-server 是否注册成功。
  1. 事务回滚验证：
  • 模拟账户扣款异常，检查订单、库存数据是否回滚。
  1. 日志排查：
    • 查看Seata Server容器日志：
      docker logs -f seata-server
六、Spring Boot整合Seata
6.1 项目结构
distributed-transaction-demo
├── order-service       # 订单服务
├── storage-service     # 库存服务
└── account-service     # 账户服务
6.2 添加依赖

在父工程或各子模块的 pom.xml 中添加依赖：

<!-- Seata Starter -->
<dependency>
    <groupId>io.seata</groupId>
    <artifactId>seata-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.5.0</version>
</dependency>
<!-- Nacos Discovery -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

 <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
       <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
       <version>3.1.3</version> <!-- 使用与你的 Spring Cloud 版本兼容的版本 -->
</dependency>
6.3 配置Seata

在 application.yml 中配置Seata：

seata:
  application-id: order-service    # 服务名
  tx-service-group: my_tx_group    # 事务组名（需与Seata Server配置一致）
  service:
    vgroup-mapping:
      my_tx_group: default         # 事务组映射到Seata集群
  registry:
    type: nacos                    # 注册中心类型
    nacos:
      server-addr: 192.168.231.132:8848
      namespace: public
  config:
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 192.168.231.132:8848
      group: SEATA_GROUP
      namespace: public
6.5 业务代码实现

以订单服务为例，实现分布式事务：

@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;
    
    @Autowired
    private StorageFeignClient storageFeignClient;
    
    @Autowired
    private AccountFeignClient accountFeignClient;

    @GlobalTransactional  // 开启全局事务
    public void createOrder(Order order) {
        // 1. 扣减库存
        storageFeignClient.deduct(order.getProductId(), order.getCount());
        
        // 2. 创建订单
        orderMapper.insert(order);
        
        // 3. 扣减账户余额
        accountFeignClient.deduct(order.getUserId(), order.getMoney());
    }
}
七、测试步骤
7.1 启动服务
  1. 启动 Nacos、Seata Server。
  2. 依次启动 account-service、storage-service、order-service。
7.2 正常场景测试

使用Postman调用订单服务接口：

POST http://localhost:8080/order/create
Body:
{
    "userId": 1,
    "productId": 1,
    "count": 10,
    "money": 100
}

预期结果：订单创建成功，库存和账户余额均扣减。

7.3 异常场景测试

在 accountService.deduct() 方法中模拟异常：

public void deduct(Long userId, BigDecimal money) {
    // 模拟异常
    if (userId == 1) {
        throw new RuntimeException("账户扣款失败！");
    }
    // 正常扣款逻辑...
}

预期结果：订单未创建，库存扣减回滚，实现数据一致性。

八、常见问题与解决方案

  1. Seata Server无法连接Nacos

    • 检查Nacos地址和命名空间配置。
    • 确保Nacos中已配置 service.vgroupMapping。

  2. undo_log表未生成

    • 检查数据库连接配置。
    • 确保每个业务库都执行了 undo_log.sql。

  3. 事务未回滚

    • 确认方法上添加了 @GlobalTransactional。
    • 检查异常是否被捕获（需抛出RuntimeException）。
九、总结

通过Seata的AT模式，Spring Boot可以轻松实现分布式事务的强一致性。核心步骤包括配置Seata Server、添加undo_log表、使用 @GlobalTransactional 注解标记全局事务。实际应用中需根据业务场景选择合适的事务模式（如TCC适用于高并发场景）。

附录
  • Seata官方文档

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