分布式事務(wù)GTS的價值和原理是什么

這篇文章主要講解了“分布式事務(wù)GTS的價值和原理是什么”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“分布式事務(wù)GTS的價值和原理是什么”吧！

GTS 今年雙 11 的成績

今年 2684 億的背后，有一個默默支撐，低調(diào)到幾乎被遺忘的中間件云產(chǎn)品——GTS（全局事務(wù)服務(wù)，Global Transaction Service），穩(wěn)穩(wěn)地通過了自 2014 年誕生以來的第 5 次“大考”。

2019 年 11 月 1 日至 12 日，GTS 日均處理分布式事務(wù)數(shù)量達 億級 ，每天峰值 TPS 達 萬級 。

這背后最重要意義在于：成績是在給業(yè)務(wù)應(yīng)用的設(shè)計和開發(fā)帶來 0 負擔 的前提下得到的。

GTS 帶來的價值

隨著企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)業(yè)務(wù)架構(gòu)面臨數(shù)據(jù)、服務(wù)的分布化，幾乎無可避免地要遇到分布式架構(gòu)帶來的數(shù)據(jù)一致性問題。

GTS 開創(chuàng)性地把分布式事務(wù)問題從業(yè)務(wù)中剝離出來，作為一個獨立的技術(shù)切面來單獨管理，以服務(wù)的形式給構(gòu)建在云上的應(yīng)用提供簡單、易用、高效的分布式事務(wù)解決方案。

GTS 給業(yè)務(wù)應(yīng)用帶來的價值體現(xiàn)在以下幾個方面：

• 架構(gòu)復(fù)雜度降低：分布式事務(wù)這個 切面 的技術(shù)問題，全部 收斂 到 GTS 提供的服務(wù)來解決。

• 設(shè)計和開發(fā)成本減輕：業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計和開發(fā)，完全不需要針對是否涉及分布式事務(wù)而做任何額外的事情，對業(yè)務(wù) 0 侵入 。

• 項目交付、迭代速度加快：歸因于上述兩點，項目得以很快交付和迭代。GTS 賦予業(yè)務(wù)應(yīng)用 快速試錯 的能力，在這個商業(yè)機會瞬息萬變的時代，顯得尤為重要。

設(shè)想一個典型的云原生企業(yè)應(yīng)用的成長路徑：

• 1.0：單體應(yīng)用，快速上線，這個時候完全不涉及分布式事務(wù)。

• 2.0：單個數(shù)據(jù)庫無法支撐，數(shù)據(jù)分布到多個數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生分布式事務(wù)問題。

• 3.0：微服務(wù)化，進一步產(chǎn)生跨服務(wù)的分布式事務(wù)。

• 4.0：跨應(yīng)用的整合，成為 SaaS 或 FaaS 的平臺，在更大的范圍，產(chǎn)生分布式事務(wù)問題。

基于 GTS 提供的分布式事務(wù)服務(wù)，企業(yè)發(fā)展各階段產(chǎn)生的不同場景下的數(shù)據(jù)一致性問題，可以得到一站式的解決。這使得業(yè)務(wù)可以平滑自然地，像搭積木一樣成長起來。

從上面示例可以看到：GTS 實際上是把分布式事務(wù)（或者說分布式場景下的數(shù)據(jù)一致性）能力，作為一種 云原生 的服務(wù)，提供給生長在云上的應(yīng)用，讓分布式事務(wù)不再成為業(yè)務(wù)要面臨的一個令人頭疼的問題，而成為一種可以彈性伸縮，按需取用的服務(wù)能力。

GTS 的原理和創(chuàng)新

下面，從幾個方面來大體介紹 GTS 的原理和創(chuàng)新。

首先，GTS 把分布式事務(wù)定義為由若干本地事務(wù)（分支）組成的全局事務(wù)。被全局事務(wù)管理的全部分支，將在協(xié)調(diào)器的協(xié)調(diào)下，保證一起成功或一起回滾。

其次，GTS 定義了一個事務(wù)模型，把整個全局事務(wù)過程模型化為 TM、RM、TC 三個組件之間協(xié)作的機制。

• Transaction Coordinator (TC)： 事務(wù)協(xié)調(diào)器，維護全局事務(wù)的運行狀態(tài)，負責協(xié)調(diào)并驅(qū)動全局事務(wù)的提交或回滾。

• Transaction Manager (TM)： 控制全局事務(wù)的邊界，負責開啟一個全局事務(wù)，并最終發(fā)起全局提交或全局回滾的決議。

• Resource Manager (RM)： 控制分支事務(wù)，負責分支注冊、狀態(tài)匯報，并接收事務(wù)協(xié)調(diào)器的指令，驅(qū)動分支（本地）事務(wù)的提交和回滾。

一個典型的分布式事務(wù)過程：

1. TM 向 TC 申請開啟一個全局事務(wù)，全局事務(wù)創(chuàng)建成功并生成一個全局唯一的 XID。

2. XID 在微服務(wù)調(diào)用鏈路的上下文中傳播。

3. RM 向 TC 注冊分支事務(wù)，將其納入 XID 對應(yīng)全局事務(wù)的管轄。

4. TM 向 TC 發(fā)起針對 XID 的全局提交或回滾決議。

5. TC 調(diào)度 XID 下管轄的全部分支事務(wù)完成提交或回滾請求。

第三，GTS 創(chuàng)新地基于 SQL 解析實現(xiàn)對業(yè)務(wù)無侵入的自動補償回滾機制。這種機制，GTS 將其命名為 Auto Transaction (AT) 模式?；竟ぷ髟砣缦拢?/p>

GTS 把全局事務(wù)分為兩個階段：執(zhí)行階段 和 完成階段 。

執(zhí)行階段：

GTS 的 JDBC 數(shù)據(jù)源代理通過對業(yè)務(wù) SQL 的解析，把業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在更新前后的數(shù)據(jù)鏡像組織成回滾日志，利用 本地事務(wù) 的 ACID 特性，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的更新和回滾日志的寫入在同一個 本地事務(wù) 中提交。

這樣，可以保證：任何提交的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的更新一定有相應(yīng)的回滾日志存在。

基于這樣的機制，分支的本地事務(wù)便可以在全局事務(wù)的 執(zhí)行階段 提交，馬上釋放本地事務(wù)鎖定的資源。

完成階段：

• 如果 TM 發(fā)出的決議是全局提交，此時分支事務(wù)此時已經(jīng)完成提交，不需要同步協(xié)調(diào)處理（只需要異步清理回滾日志），完成階段 可以非?？焖俚赝瓿?。

• 如果 TM 發(fā)出的決議是全局回滾，RM 收到協(xié)調(diào)器發(fā)來的回滾請求，通過 XID 和 Branch ID 找到相應(yīng)的回滾日志記錄，通過回滾記錄生成反向的更新 SQL 并執(zhí)行，以完成分支的回滾。

最后，GTS 通過事務(wù)協(xié)調(diào)器集群以及對業(yè)務(wù)應(yīng)用節(jié)點的容錯，實現(xiàn)一個拒絕單點故障的高可用服務(wù)。

一方面，GTS 服務(wù)集群機制，保障任意服務(wù)節(jié)點宕機，可以其他節(jié)點無縫接管。 另一方面，應(yīng)用任意節(jié)點的宕機，相應(yīng)事務(wù)分支的請求也會路由到連接相同數(shù)據(jù)庫的其他節(jié)點上，不影響全局事務(wù)的完整執(zhí)行。

分布式事務(wù)模式融合及標準化（保護）

截止目前，還沒有任何一種分布式事務(wù)的技術(shù)方案，可以滿足所有場景的問題。GTS 的 AT 模式適用于絕大部分常見場景，但仍有一些場景更適合于使用業(yè)界其他的分布式事務(wù)解決方案。GTS 會把各類解決方案融合到 GTS 提供的云服務(wù)框架中，為云原生應(yīng)用提供一站式的分布式事務(wù)服務(wù)。

這是 GTS 的抽象出的事務(wù)框架。通過這個抽象，分布式事務(wù)得以從整體架構(gòu)中剝離出來，形成一個單獨的技術(shù)切面，作為服務(wù)提供給應(yīng)用。

簡單來說，基于這個框架的應(yīng)用，其分布式事務(wù)問題，就收斂到基于 RM 的分支事務(wù)機制和 TC 提供的穩(wěn)定、可靠的服務(wù)中。分而治之，才能更有效地解決問題。

當前分布式應(yīng)用層面，最具代表性的事務(wù)模式有 4 種，分別是 AT、TCC、Saga 和 XA，這些模式各有優(yōu)缺點和適用的場景。

下面列出 4 種事務(wù)模式的優(yōu)劣，以及在 GTS 的事務(wù)框架中的映射。

AT

優(yōu)勢： 業(yè)務(wù)無侵入；輕量，不依賴數(shù)據(jù)庫的高級特性；回滾較少的場景性能高。

劣勢： 隔離性不高，目前只能支持到接近 讀已提交 的程度，更高的隔離級別，實現(xiàn)成本將非常高。

TCC

優(yōu)勢： 適用場景廣泛；隔離性和性能都可以做極致優(yōu)化。

劣勢： 業(yè)務(wù)侵入性非常高。

Saga

優(yōu)勢： 長事務(wù)。

劣勢： 有一定業(yè)務(wù)侵入性；隔離性差。

XA

優(yōu)勢： 業(yè)務(wù)無侵入；隔離性好。

劣勢： 阻塞協(xié)議。

GTS 與開源

為了更好地構(gòu)建一個云原生的分布式事務(wù)標準，2019 年初，GTS 選擇了開源，發(fā)起了開源項目 SEATA（曾用名 FESCAR）。項目開源不到 1 年時間，收獲 STAR 數(shù)已經(jīng)突破 1.2 萬，Contributor 超過 120 名，獲得社區(qū)的廣泛關(guān)注和認可。

分布式事務(wù)一直以來都可以稱得上是世界性難題，希望可以通過 SEATA 這個開放的平臺，聚集全世界的智慧來給這道難題交上一份讓人滿意的答卷。

進一步，GTS 將這份答卷轉(zhuǎn)化為阿里云上高效、穩(wěn)定、可靠的服務(wù)，賦能給廣大云原生開發(fā)者。

感謝各位的閱讀，以上就是“分布式事務(wù)GTS的價值和原理是什么”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對分布式事務(wù)GTS的價值和原理是什么這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點的文章，歡迎關(guān)注！