Seata AT模式详解（底层原理、底层流程图、Java代码示例等）

csdn_tom_168

于 2025-06-07 00:06:16 发布

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分类专栏：分布式理论&实践文章标签：分布式 java

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Seata AT模式详解（底层原理、底层流程图、Java代码示例等）

一、AT模式核心架构

三层架构：
- TM（Transaction Manager）：事务管理器，负责开启/提交/回滚全局事务
- RM（Resource Manager）：资源管理器，管理分支事务资源
- TC（Transaction Coordinator）：事务协调器，维护全局事务状态
关键组件：
- 全局事务ID（XID）：唯一标识整个分布式事务
- 分支事务ID（Branch ID）：标识每个分支事务
- undo_log表：记录操作前的数据状态，用于自动回滚

二、AT模式底层原理详解

1. 第一阶段（Prepare阶段）

TM开启全局事务：
- 通过@GlobalTransactional注解触发
- TM生成全局事务ID（XID）并传播到所有参与服务
RM执行SQL并记录undo_log：
- RM拦截业务SQL（通过Seata的DataSourceProxy实现）
- 执行SQL前记录undo_log：
  - 解析SQL语句
  - 记录操作前的数据状态（旧值）
  - 将undo_log写入数据库的undo_log表
- 执行实际业务SQL
RM向TC报告执行结果：
- RM将执行结果（成功/失败）报告给TC
- TC记录分支事务状态

2. 第二阶段（Commit/Rollback阶段）

TC决定事务结果：
- 根据所有分支事务的执行结果决定全局事务状态
- 如果所有分支事务都成功，则决定提交
- 如果有分支事务失败，则决定回滚
RM执行提交或回滚：
- 提交阶段：
  - RM收到TC的提交指令
  - 直接提交本地事务（因为undo_log已记录，无需额外操作）
- 回滚阶段：
  - RM收到TC的回滚指令
  - 根据undo_log表中的记录执行回滚：
    - 解析undo_log中的旧值
    - 执行反向SQL（将数据恢复到操作前的状态）
    - 删除对应的undo_log记录

3. 关键技术实现

SQL拦截与解析：
- Seata通过DataSourceProxy拦截所有数据库操作
- 使用SQL解析器解析SQL语句，识别操作类型（INSERT/UPDATE/DELETE）
- 解析WHERE条件，确定受影响的行
undo_log生成：
- 对于UPDATE操作：
  - 记录旧值（操作前的数据状态）
  - 记录新值（操作后的数据状态）
- 对于INSERT操作：
  - 记录插入的数据（作为回滚时的删除依据）
- 对于DELETE操作：
  - 记录删除的数据（作为回滚时的插入依据）
事务传播机制：
- XID通过ThreadLocal传递
- 在远程调用时通过RPC框架（如Dubbo、Feign）传递XID
- 确保同一全局事务的所有分支使用相同的XID
分支事务管理：
- 每个分支事务有唯一的Branch ID
- TC维护全局事务与分支事务的映射关系
- RM向TC报告分支事务的执行状态

三、AT模式底层流程图解

四、AT模式底层关键点

undo_log表结构：
- 包含以下关键字段：
  - id：主键
  - branch_id：分支事务ID
  - xid：全局事务ID
  - context：上下文信息
  - rollback_info：undo_log内容（记录旧值）
  - log_status：日志状态（0-正常，1-已提交，2-已回滚）
  - log_created：创建时间
  - log_modified：修改时间
SQL解析与回滚：
- Seata内置SQL解析器支持多种数据库（MySQL、Oracle、PostgreSQL等）
- 回滚时根据undo_log中的旧值执行反向操作：
  - UPDATE → 执行反向UPDATE
  - INSERT → 执行DELETE
  - DELETE → 执行INSERT
事务传播机制：
- XID通过ThreadLocal传递，确保同一线程内的所有操作使用相同的XID
- 在远程调用时，XID通过RPC框架传递：
  - Dubbo：通过隐式参数传递
  - Feign：通过HTTP头传递
性能优化：
- undo_log表采用异步清理机制
- 使用连接池减少数据库连接开销
- 批量操作时优化undo_log记录方式

五、AT模式Java代码示例

// 业务服务类
@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderMapper orderMapper;

    // 使用@GlobalTransactional开启全局事务
    @GlobalTransactional
    public void createOrder(Order order) {
        // 1. 创建订单
        orderMapper.insert(order);
        
        // 2. 扣减库存（调用远程服务）
        inventoryService.reduceStock(order.getProductId(), order.getNum());
        
        // 3. 扣减优惠券（调用远程服务）
        couponService.useCoupon(order.getCouponId());
    }
}

// 库存服务（远程调用）
@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private InventoryMapper inventoryMapper;

    public void reduceStock(Long productId, Integer num) {
        // 扣减库存
        inventoryMapper.reduceStock(productId, num);
    }
}

// 优惠券服务（远程调用）
@Service
public class CouponService {

    @Autowired
    private CouponMapper couponMapper;

    public void useCoupon(Long couponId) {
        // 使用优惠券
        couponMapper.useCoupon(couponId);
    }
}