Spring事务管理（二）分布式事务管理之JTA与链式事务

什么是分布式事务

跨库的事务就属于分布式事务，比如对两个库的不同表同时修改和同时rollback等。

上一节中，我们只是演示了单个库(数据源)的事务处理。这一节主要讲如何处理多个数据源的事务。

为什么多数据源下不能使用普通事务来处理呢?

我想很多人都有这个问题，打个比方，分库分表后有个数据库A和数据库B，A中有抢票记录，B中有票数记录。当我们完成抢票功能，需要在B减少票数的同时在A中增加记录。但是如果有下面的代码发生：

@Transactional
public void multiDBTX(){
B.reduce(ticketId);
if (true){
throw new RuntimeException("throw new exception");
}
A.save(result);
}

我在B扣除票数后抛出异常，然后执行A库添加记录。

如果没有分布式事务处理，则结果就是B票数扣除，但A没有保存记录。也就是出错后B并没有进行事务回滚。

那问题来了，怎么才能实现我们的要求呢。

分布式事务原则

CAP定理

web无法同时满足以下三点：

一致性: 所有数据变动都是同步的

可用性: 每个操作都必须有预期的响应

分区容错性: 出现单个节点无法可用，系统依然正常对外提供服务

BASE理论

BASE理论是对CAP中的一致性和可用性进行一个权衡的结果。核心思想是即使无法做到强一致性，但可以使用一些技术手段达到最终一致。

Basically Available（基本可用）:允许系统发生故障时，损失一部分可用性。

Soft state（软状态）：允许数据同步存在延迟。

Eventually consistent（最终一致性）：不需要保持强一致性，最终一致即可。

那如何来实现分布式事务管理呢？

分布式事务管理实践

1. JTA实现

事务有效的屏蔽了底层事务资源，使应用可以以透明的方式参入到事务处理中，但是与本地事务相比，XA 协议的系统开销大

在这里我先带大家走出一个误解，你在网上搜JTA一般都是分布式事务用它，但是它就是用来做分布式事务的吗？不是的，我在上文说过，JTA只是Java实现XA事务的一个规范，我们在第一节 Spring事务管理（一）快速入门中用到的事务，都可以叫JTA事务管理。下面主要说JTA实现分布式事务管理：

这里我们会用到Atomikos事务管理器，它是一个开源的事务管理器，实现了XA的一种分布式事务处理并可以嵌入到你的SpringBoot当中。

拓展：什么是XA

基本上所有的数据库都会支持XA事务，百度百科上说法：XA协议由Tuxedo首先提出的，并交给X/Open组织，作为资源管理器（数据库）与事务管理器的接口标准。简单的说，它是事务的标准，JTA也是它标准的java实现。

1.1 导入pom

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

1.2 设置数据源

SpringBoot设置多数据源这里只说下思路(重点还是说事务实现)：

在 application.yml中配置多数据源配置。
写配置类加载配置并放入DataSource并设置事务：

@Configuration
@DependsOn("transactionManager")
@EnableJpaRepositories(basePackages = "com.fantj.repository.user", entityManagerFactoryRef = "userEntityManager", transactionManagerRef = "transactionManager")
@EnableConfigurationProperties(UserDatasourceProperties.class)
public class UserConfig {
@Autowired
private JpaVendorAdapter jpaVendorAdapter;
// 这里注入 dataSource信息的类
@Autowired
private UserDatasourceProperties userDatasourceProperties;
@Bean(name = "userDataSource")
public DataSource userDataSource() {
// 给XADataSource 设置 DataSource 属性
MysqlXADataSource mysqlXaDataSource = new MysqlXADataSource();
mysqlXaDataSource.setURL(userDatasourceProperties.getUrl());
mysqlXaDataSource.setUser(userDatasourceProperties.getUser());
mysqlXaDataSource.setPassword(userDatasourceProperties.getPassword());
mysqlXaDataSource.setPinGlobalTxToPhysicalConnection(true);
// 创建 Atomiko，并将 mysql的XA交给JTA管理
AtomikosDataSourceBean xaDataSource = new AtomikosDataSourceBean();
xaDataSource.setXaDataSource(mysqlXaDataSource);
// 设置唯一资源名
xaDataSource.setUniqueResourceName("datasource2");
return xaDataSource;
}
@Bean(name = "userEntityManager")
@DependsOn("transactionManager")
public LocalContainerEntityManagerFactoryBean userEntityManager() throws Throwable {
HashMap<String, Object> properties = new HashMap<String, Object>();
properties.put("hibernate.transaction.jta.platform", AtomikosJtaPlatform.class.getName());
properties.put("javax.persistence.transactionType", "JTA");
LocalContainerEntityManagerFactoryBean entityManager = new LocalContainerEntityManagerFactoryBean();
// 给工厂bean设置资源加载属性
entityManager.setJtaDataSource(userDataSource());
entityManager.setJpaVendorAdapter(jpaVendorAdapter);
entityManager.setPackagesToScan("com.fantj.pojo.user");
entityManager.setPersistenceUnitName("userPersistenceUnit");
entityManager.setJpaPropertyMap(properties);
return entityManager;
}
}

这只是一个数据源的配置，第二个数据源的配置也类似，注意不能同Entity同Repository，映射放在不同包下实现。两个都返回LocalContainerEntityManagerFactoryBean它便会交给@Transaction去管理，两个数据源配置完后。这样的代码B将会回滚。

@Transactional
public void multiDBTX(){
B.reduce(ticketId);
if (true){
throw new RuntimeException("throw new exception");
}
A.save(result);
}

1.3 JTA缺点

因为JTA采用两阶段提交方式，第一次是预备阶段，第二次才是正式提交。当第一次提交出现错误，则整个事务出现回滚，一个事务的时间可能会较长，因为它要跨越多个数据库多个数据资源的的操作，所以在性能上可能会造成吞吐量低。而且，它只能用在单个服务内。一个完善的JTA事务还需要同时考虑很多元素，这只是个示例。

2. 链式事务管理

链式事务就是声明一个ChainedTransactionManager 将所有的数据源事务按顺序放到该对象中，则事务会按相反的顺序来执行事务。

网上发现了一个链式事务管理的处理顺序，总结的很到位。

1.start message transaction
2.receive message
3.start database transaction
4.update database
5.commit database transaction
6.commit message transaction ##当这一步出现错误时，上面的因为已经commit，所以不会rollback

可以看到，从345可以看到，它后拿到的事务先提交，这就导致如果1出错，则不会进行数据回滚。跟Spring的同步事务差不多，同步事务也是这种特性。

下面我会测试这个性质。

为了方便，我拿JdbcTemplate来测试该事务。

DBConfig.java

配置DataSource以及返回Template新实例和链式事务配置。

/**
* DB配置类
*/
@Configuration
public class DBConfig {
/**
* user-DB配置
*/
@Bean
@Primary
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.user")
public DataSourceProperties userDataSourceProperties(){
return new DataSourceProperties();
}
@Bean
@Primary
public DataSource userDataSource(){
return userDataSourceProperties().initializeDataSourceBuilder().type(HikariDataSource.class).build();
}
@Bean
public JdbcTemplate userJdbcTemplate(@Qualifier("userDataSource") DataSource userDataSource){
return new JdbcTemplate(userDataSource);
}
/**
* result-DB配置
*/
@Bean
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.result")
public DataSourceProperties resultDataSourceProperties(){
return new DataSourceProperties();
}
@Bean
public DataSource resultDataSource(){
return resultDataSourceProperties().initializeDataSourceBuilder().type(HikariDataSource.class).build();
}
@Bean
public JdbcTemplate resultJdbcTemplate(@Qualifier("resultDataSource") DataSource resultDataSource){
return new JdbcTemplate(resultDataSource);
}
/**
* 链式事务配置
*/
@Bean
public PlatformTransactionManager transactionManager(){
DataSourceTransactionManager userTM = new DataSourceTransactionManager(userDataSource());
DataSourceTransactionManager resultTM = new DataSourceTransactionManager(resultDataSource());
return new ChainedTransactionManager(userTM,resultTM);
}
}

transactionManager()方法实现了链式事务配置，注意我放置的顺序先userTM后resultTM，所以事务应该是先拿到 userTM然后拿到 resultTM然后提交 resultTM最后提交 userTM，也就是说，如果我在提交user事务的时候出错，此时result相关的事务已经提交完成，所以result数据是不能回滚的。

2.1 测试

@RequestMapping("")
@Transactional
public void testTX(){
// resultJdbcTemplate.execute("insert into result values(68,6,6)");
userJdbcTemplate.execute("insert into user values (6,'FantJ',23,'男')");
if (true){
throw new RuntimeException("yes , throw one exception");
}
resultJdbcTemplate.execute("insert into result values(66,6,6)");
// userJdbcTemplate.execute("insert into user values (8,'FantJ',23,'男')");
}

两个数据库没有内容。

控制台精简后的日志：

Creating new transaction with name [springbootjtamultidb.jtamulti.JtaMultiApplicationTests.testTX]:
Creating new transaction with name [springbootjtamultidb.jtamulti.JtaMultiApplicationTests.testTX]:
Began transaction (1) for test context [DefaultTestContext@1dde4cb2 testClass = ...
Executing SQL statement [insert into user values (6,'FantJ',23,'男')]
Initiating transaction rollback
Rolling back JDBC transaction on Connection [HikariProxyConnection@318550723 wrapping com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@57bd6a8f]
Releasing JDBC Connection [HikariProxyConnection@318550723 wrapping com.mysql.cj.jdbc.
Initiating transaction rollback
Rolling back JDBC transaction on Connection [HikariProxyConnection@1201991394 wrapping com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@36f6e521]
Releasing JDBC Connection [HikariProxyConnection@1201991394 wrapping com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@36f6e521] after transaction
Resuming suspended transaction after completion of inner transaction
Rolled back transaction for test: [DefaultTestContext@1dde4cb2 testClass = JtaMultiApplicationTests, testInstance = springbootjtamultidb.jtamulti.JtaMultiApplicationTests@441772e,

其实只要是两个dao操作中间出错或者第一个dao操作之前出错，事务都能正常回滚。如果result操作再前，user操作再后，user操作完抛出异常，也能回滚事务，原因上文有讲。

@RequestMapping("")
@Transactional
public void testTX(){
resultJdbcTemplate.execute("insert into result values(68,6,6)");
// userJdbcTemplate.execute("insert into user values (6,'FantJ',23,'男')");
// if (true){
// throw new RuntimeException("yes , throw one exception");
// }
// resultJdbcTemplate.execute("insert into result values(66,6,6)");
userJdbcTemplate.execute("insert into user values (8,'FantJ',23,'男')");
if (true){
throw new RuntimeException("yes , throw one exception");
}
}

这段代码也能正常回滚，结果我就不贴了。(浪费大家精力)

2.2 验证第二个事务不能回滚的情况

重要的事情再重复一遍:注意我放置的顺序先userTM后resultTM，所以事务应该是先拿到 userTM然后拿到 resultTM然后提交 resultTM最后提交 userTM，也就是说，如果我在提交user事务的时候出错，此时result相关的事务已经提交完成，所以result数据是不能回滚的。

代码和之前的一样，需要在事务提交的方法中打断点
@RequestMapping("")
@Transactional
public void testTX(){
resultJdbcTemplate.execute("insert into result values(68,6,6)");
userJdbcTemplate.execute("insert into user values (8,'FantJ',23,'男')");
}

注意拦截到断点时，先放行一个commit，也就是result事务的commit，然后拦截到第二个commit请求时，关闭user所在的数据库，然后放行。

下面是将第一个commit请求放行后的控制台日志：

Creating new transaction with name [springbootjtamultidb.jtamulti.controller.MainController.
Acquired Connection [HikariProxyConnection@810768078 wrapping com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@3cfb22cd] for JDBC transaction
Switching JDBC Connection [HikariProxyConnection@810768078 wrapping com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@3cfb22cd] to manual commit
Executing SQL statement [insert into result values(68,6,6)]
Executing SQL statement [insert into user values (8,'FantJ',23,'男')]
Initiating transaction commit
Committing JDBC transaction on Connection [HikariProxyConnection@810768078 wrapping com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@3cfb22cd]
Releasing JDBC Connection [HikariProxyConnection@810768078 wrapping com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@3cfb22cd] after transaction
Resuming suspended transaction after completion of inner transaction

注意倒数第三行日志，它出现证明我们第一个result的sql事务已经提交，此时你刷新数据库数据已经更新了，但是我们断点并还没有放行，user的事务还没有提交，我把user的数据库源关闭，再放行，可以看到，result已经有数据，user没有数据，此时result并没有进行回滚，这是链式事务的缺点。

谈谈使用环境

JTA优缺点

JTA它的缺点是二次提交，事务时间长，数据锁的时间太长，性能比较低。

优点是强一致性，对于数据一致性要求很强的业务很有利，而且可以用于微服务。

链式/同步事务优缺点

优点：比JTA轻量，能满足大部分事务需求，也是强一致性。

缺点：只能单机玩，不能用于微服务，事务依次提交后提交的事务若出错不能回滚。

它两的比较

JTA重，Chained轻。
JTA能用于微服务分布式事务，Chained只能用于单机分布式事务。

事实上我们处理分布式事务都要求做到最终一致性。就是你刚开始我不需要保持你的数据一致，你中间可以出错，但是我能保证最终数据是一致的。