一、前言

更多内容见Seata专栏：https://blog.csdn.net/saintmm/category_11953405.html

至此，seata系列的内容已出：

1. can not get cluster name in registry config ‘service.vgroupMapping.xx‘, please make sure registry问题解决；
2. Seata Failed to get available servers: endpoint format should like ip:port 报错原因/解决方案汇总版（看完本文必解决问题）
3. Seata json decode exception, Cannot construct instance of java.time.LocalDateTime报错原因/解决方案最全汇总版
4. 【微服务 31】超细的Spring Cloud 整合Seata实现分布式事务（排坑版）
5. 【微服务 32】Spring Cloud整合Seata、Nacos实现分布式事务案例（巨细排坑版）【云原生】
6. 【微服务33】分布式事务Seata源码解析一：在IDEA中启动Seata Server
7. 【微服务34】分布式事务Seata源码解析二：Seata Server启动时都做了什么
8. 【微服务35】分布式事务Seata源码解析三：从Spring Boot特性来看Seata Client 启动时都做了什么
9. 【微服务36】分布式事务Seata源码解析四：图解Seata Client 如何与Seata Server建立连接、通信
10. 【微服务37】分布式事务Seata源码解析五：@GlobalTransactional如何开启全局事务
11. 【微服务38】分布式事务Seata源码解析六：全局/分支事务分布式ID如何生成？序列号超了怎么办？时钟回拨问题如何处理？
12. 【微服务39】分布式事务Seata源码解析七：图解Seata事务执行流程之开启全局事务
13. 分布式事务Seata源码解析八：本地事务执行流程(AT模式下)
14. 分布式事务Seata源码解析九：分支事务如何注册到全局事务
15. 分布式事务Seata源码解析十：AT模式回滚日志undo log详细构建过程
16. 分布式事务Seata源码解析11：全局事务执行流程之两阶段全局事务提交
17. 分布式事务Seata源码解析12：全局事务执行流程之全局事务回滚
18. Spring Cloud整合Seata实现TCC分布式事务模式案例
19. 分布式事务Seata源码解析13：TCC事务模式实现原理

在Spring Cloud整合Seata实现TCC分布式事务模式案例一文，笔者提到Seata存在三种问题：空回滚、幂等、悬挂。

本文详细介绍一下这三种问题、相应的解决方案、以及seata1.5.1版本开始对其的解决措施。

二、问题介绍、seata1.5.1版本之前的解决方案

1、空回滚

try()未执行，cancel()执行了；即：在没有调用 TCC 资源 Try 方法的情况下，调用了二阶段的 Cancel 方法。

出现原因

因为某些原因，可能是TCC分支事务所在的服务宕机 或 网络异常，导致try()超时 / 未执行（TC直接没收到try）；分支事务的执行结果为失败，会触发分支事务的回滚，从而形成了空回滚。

解决措施

空回滚问题的关键在于一阶段的try()方法未执行，解决思路就很简单：

• 如果try()方法执行了，就正常回滚；
• 如果try()方法未执行，那就是空回滚。不应该做回滚操作，直接返回操作成功即可。

我们可以维护一个事务控制记录表（tcc_fence_log），其中有全局事务xid、分支事务branch_id；

• 一阶段 try() 方法里会插入一条记录，表示一阶段执行了。
• 二阶段 cancel() 方法中读取该记录；如果记录存在，则正常回滚；如果记录不存在，则是空回滚，直接返回成功。

事务控制记录表

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tcc_fence_log`
(
    `xid`           VARCHAR(128)  NOT NULL COMMENT 'global id',
    `branch_id`     BIGINT        NOT NULL COMMENT 'branch id',
    PRIMARY KEY (`xid`, `branch_id`),
    KEY `idx_status` (`status`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

try()、cancel()中获取xid、branch_id

1> 全局事务xid获取：

String xid = RootContext.getXID();

2> 分支事务branch_id获取：

String branchId = MDC.get(RootContext.MDC_KEY_BRANCH_ID);

2、幂等

多次执行cancel() 或 confirm()；

为了保证TCC二阶段提交的重试机制不会引发数据不一致，要求 TCC 的二阶段 Try、 Confirm 和 Cancel 接口保证幂等，不会重复使用或者释放资源。如果幂等没做好，很有可能导致数据不一致问题，相信大家都不想疲于手工修数据的。

出现原因

RM网络出现异常（比如：cancel()、confirm()超时），导致TC 回滚/提交时异常，TC会多次重试；

解决措施

在上述空回滚解决方案（维护一个事务控制记录表（tcc_fence_log））的基础上，增加一个执行状态字段（status），每次执行cancel()、confirm()时都根据xid、branchId查询相应记录的状态。

以Cancel操作为例：

• 如果没有记录，说明是空回滚，啥也不做。
• 如果记录状态是已回滚，cancel() 操作直接返回；
• 如果记录状态是已提交，cancel() 操作抛出异常，理论上这种情况永远不可能发生；
• 如果记录状态是事务初始化，cancel() 操作正常执行。

事务控制记录表

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tcc_fence_log`
(
    `xid`           VARCHAR(128)  NOT NULL COMMENT 'global id',
    `branch_id`     BIGINT        NOT NULL COMMENT 'branch id',
    `status`        TINYINT       NOT NULL COMMENT 'status(tried:1;committed:2;rollbacked:3;suspended:4)',
    PRIMARY KEY (`xid`, `branch_id`),
    KEY `idx_status` (`status`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

3、悬挂

cancel()比try()先执行；

• 因为Seata允许空回滚的原因，Cancel接口认为try接口没执行，空回滚直接返回成功；这样对于steata而言，分布式事务的二阶段cancel()已经执行成功，整个分布式事务就结束了。
• 但由于某种原因，这之后try()才真正开始执行，预留业务资源；然而这个事务已经被seata认为结束了，并且对于一个try方法预留的业务资源，只有该分布式全局事务才能使用；也就是说这个一阶段预留的资源，后面没有人处理了，对于这种情况我们称为悬挂;即业务资源预留后没法继续处理。

出现原因

在分布式事务Seata源码解析13：TCC事务模式实现原理一文中，我们聊过对于TCC分支事务而言，其会先注册分支事务，然后再执行一阶段 try进行RPC调用。

• 如果RPC调用出现网络问题，比如：网络拥堵等，RPC调用会超时，超时以后TC会通知RM回滚该分布式全局事务；
• 这时就可能出现回滚完成后，RPC 请求 才到达服务提供方开始真正执行。

解决措施

悬挂的本质问题是一阶段预留的资源后面没法处理了，所以解决思路在于一阶段的执行时机，如果二阶段执行完成，一阶段就不要再继续执行了。

• 一阶段Try()执行的时候，我们先看一下二阶段是否已执行；如果已执行，一阶段不再执行，否则正常执行；
• 在二阶段cancel() 执行时就插入一条事务控制记录，状态为悬挂；一阶段执行时判断是否可以读取到该条记录；

4、总述

• 增加事务控制表，核心三个字段：全局事务ID（tx_id）、分支事务ID（branch_id）、状态（status）；
• try() 时插入记录；cancel() 时有记录则更新记录状态、没有记录则插入数据；confirm() 时更新记录状态。

最终的事务控制记录表

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tcc_fence_log`
(
    `xid`           VARCHAR(128)  NOT NULL COMMENT 'global id',
    `branch_id`     BIGINT        NOT NULL COMMENT 'branch id',
    `status`        TINYINT       NOT NULL COMMENT 'status(tried:1;committed:2;rollbacked:3;suspended:4)',
    PRIMARY KEY (`xid`, `branch_id`),
    KEY `idx_status` (`status`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

• xid -> 全局事务id
• branch_id -> TCC分支事务Id
• status -> TCC分支事务状态，包含四种状态：已尝试、已提交、已回滚、空悬挂。

三、seata1.5.1版本起官方提供的解决措施

TCC模式下的空回滚、幂等、悬挂问题，seata1.5.1版本开始进行了处理（版本说明）；

有兴趣可以看一下GIthub上的pull request：https://github.com/seata/seata/pull/3545，整体解决方案和我们上面提供的一样，只是它体现在seata源码里，而上面的解决方案需要我们自己写在try、confirm、cancel的业务代码里。

具体TCC事务原理 / 源码解析见博文：分布式事务Seata源码解析13：TCC事务模式实现原理。

1、开启TCCFence

虽然seata1.5.1版本开始支持TCC空回滚、幂等、悬挂问题的解决，但默认并没有开启，需要手动开启；

开启方式如下：

• 在@TwoPhaseBusinessAction注解中设置useTCCFence = true；
  

事务控制记录表tcc_fence_log

只在@TwoPhaseBusinessAction注解中设置useTCCFence = true；也是没法使用TCCFence的，需要在每个TCC分支事务连接的数据库中创建表tcc_fence_log：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `tcc_fence_log`
(
    `xid`           VARCHAR(128)  NOT NULL COMMENT 'global id',
    `branch_id`     BIGINT        NOT NULL COMMENT 'branch id',
    `action_name`   VARCHAR(64)   NOT NULL COMMENT 'action name',
    `status`        TINYINT       NOT NULL COMMENT 'status(tried:1;committed:2;rollbacked:3;suspended:4)',
    `gmt_create`    DATETIME(3)   NOT NULL COMMENT 'create time',
    `gmt_modified`  DATETIME(3)   NOT NULL COMMENT 'update time',
    PRIMARY KEY (`xid`, `branch_id`),
    KEY `idx_gmt_modified` (`gmt_modified`),
    KEY `idx_status` (`status`)
) ENGINE = InnoDB
DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

建表SQL出处：

• seata源码下的mysql.sql文件，如果使用Oracle、Postgresql，用另外两个文件。
  

2、try时使用TCCFence

ActionInterceptorHandler#proceed()方法中执行TCC事务的一阶段try()方法时，会判断是否使用TCCFence；如果使用，则尝试新增一条事务控制记录，如果新增失败、说明存在悬挂问题，直接抛出异常TCCFenceException。

3、commit时使用TCCFence

TCCResourceManager#branchCommit()方法中执行TCC事务的二阶段commit()方法时会先根据xid和branch_id判断是否存在TCCFenceLog；

• 不存在，则抛出异常；
• 存在，并且状态是已提交，说明是重复提交，直接返回操作成功。
• 存在，并且状态是已回滚、悬挂，打印个日志，直接返回操作失败。
• 存在，并且状态是已尝试，则更新TCCFenceLog记录状态为已提交。

4、cancel时使用TCCFence

TCCResourceManager#branchRollback()方法中执行TCC事务的二阶段cancel()方法时会先根据xid和branch_id判断是否存在TCCFenceLog；

• 不存在，则插入一条状态为悬挂的记录；空回滚的场景。
• 存在，并且状态是已回滚、悬挂，说明是重复提交，直接返回操作成功。
• 存在，并且状态是已提交，打印个日志，直接返回操作失败。
• 存在，并且状态是已尝试，则更新TCCFenceLog记录状态为已回滚。

四、总结

TCC 空回滚、幂等、悬挂问题的解决方案目前是唯一的：

• 增加事务控制表，核心三个字段：全局事务ID（tx_id）、分支事务ID（branch_id）、状态（status）；
  • TCC分支事务状态，包含四种状态：已尝试、已提交、已回滚、空悬挂。
• try() 时插入记录；cancel() 时有记录则更新记录状态、没有记录则插入数据；confirm() 时更新记录状态。