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分布式事务
dtm-client 是由 Hyperf 团队开发并维护的 DTM 分布式事务客户端组件,配合 DTM-Server 可以实现分布式事务的管理,稳定可用于生产环境。
seata/seata-php 是由 Hyperf 团队开发并贡献给 Seata 开源社区的 Seata PHP 客户端组件,配合 Seata-Server 可以实现分布式事务的管理,目前仍在开发迭代中,尚未能用于生产环境,已希望大家能够共同参与进来加速孵化。
DTM-Client 介绍
dtm/dtm-client 是分布式事务管理器 DTM 的 PHP 客户端,已支持 TCC 模式、Saga、XA、二阶段消息模式的分布式事务模式,并分别实现了与 DTM Server 以 HTTP 协议或 gRPC 协议通讯,该客户端可安全运行于 PHP-FPM 和 Swoole 协程环境中,更是对 Hyperf 做了更加易用的功能支持。
关于 DTM
DTM 是一款基于 Go 语言实现的开源分布式事务管理器,提供跨语言,跨存储引擎组合事务的强大功能。DTM 优雅的解决了幂等、空补偿、悬挂等分布式事务难题,也提供了简单易用、高性能、易水平扩展的分布式事务解决方案。
亮点
- 极易上手
- 零配置启动服务,提供非常简单的 HTTP 接口,极大降低上手分布式事务的难度
- 跨语言
- 可适合多语言栈的公司使用。方便 Go、Python、PHP、NodeJs、Ruby、C# 等各类语言使用。
- 使用简单
- 开发者不再担心悬挂、空补偿、幂等各类问题,首创子事务屏障技术代为处理
- 易部署、易扩展
- 仅依赖 MySQL/Redis,部署简单,易集群化,易水平扩展
- 多种分布式事务协议支持
- TCC、SAGA、XA、二阶段消息,一站式解决多种分布式事务问题
对比
在非 Java 语言下,暂未看到除 DTM 之外的成熟的分布式事务管理器,因此这里将 DTM 和 Java 中最成熟的开源项目 Seata 做对比:
特性 | DTM | SEATA | 备注 |
---|---|---|---|
支持语言 | Go、C#、Java、Python、PHP... | Java、Go | DTM 可轻松接入一门新语言 |
存储引擎 | 支持数据库、Redis、Mongo 等 | 数据库 | |
异常处理 | 子事务屏障自动处理 | 手动处理 | DTM 解决了幂等、悬挂、空补偿 |
SAGA 事务 | 极简易用 | 复杂状态机 | |
二阶段消息 | ✓ | ✗ | 最简消息最终一致性架构 |
TCC 事务 | ✓ | ✓ | |
XA 事务 | ✓ | ✓ | |
AT 事务 | 建议使用 XA | ✓ | AT 与 XA 类似,但有脏回滚 |
单服务多数据源 | ✓ | ✗ | |
通信协议 | HTTP、gRPC | Dubbo 等协议 | DTM 对云原生更加友好 |
star 数量 | DTM 从 2021-06-04 发布 0.1 版本,发展飞快 |
从上面对比的特性来看,DTM 在许多方面都具备很大的优势。如果考虑多语言支持、多存储引擎支持,那么 DTM 毫无疑问是您的首选.
安装
通过 Composer 可以非常方便的安装 dtm-client
composer require dtm/dtm-client
- 使用时别忘了启动 DTM Server 哦
配置
配置文件
如果您是在 Hyperf 框架中使用,在安装组件后,可通过下面的 vendor:publish
命令一件发布配置文件于 ./config/autoload/dtm.php
php bin/hyperf.php vendor:publish dtm/dtm-client
如果您是在非 Hyperf 框架中使用,可复制 ./vendor/dtm/dtm-client/publish/dtm.php
文件到对应的配置目录中。
use DtmClient\Constants\Protocol;
use DtmClient\Constants\DbType;
return [
// 客户端与 DTM Server 通讯的协议,支持 Protocol::HTTP 和 Protocol::GRPC 两种
'protocol' => Protocol::HTTP,
// DTM Server 的地址
'server' => '127.0.0.1',
// DTM Server 的端口
'port' => [
'http' => 36789,
'grpc' => 36790,
],
// 子事务屏障配置
'barrier' => [
// DB 模式下的子事务屏障配置
'db' => [
'type' => DbType::MySQL
],
// Redis 模式下的子事务屏障配置
'redis' => [
// 子事务屏障记录的超时时间
'expire_seconds' => 7 * 86400,
],
// 非 Hyperf 框架下应用子事务屏障的类
'apply' => [],
],
// HTTP 协议下 Guzzle 客户端的通用配置
'guzzle' => [
'options' => [],
],
];
配置中间件
在使用之前,需要配置 DtmClient\Middleware\DtmMiddleware
中间件作为 Server 的全局中间件,该中间件支持 PSR-15 规范,可适用于各个支持该规范的的框架。
在 Hyperf 中的中间件配置可参考 Hyperf 文档 - 中间件 一章。
使用
dtm-client 的使用非常简单,我们提供了一个示例项目 dtm-php/dtm-sample 来帮助大家更好的理解和调试。
在使用该组件之前,也强烈建议您先阅读 DTM 官方文档,以做更详细的了解。
TCC 模式
TCC 模式是一种非常流行的柔性事务解决方案,由 Try-Confirm-Cancel 三个单词的首字母缩写分别组成 TCC 的概念,最早是由 Pat Helland 于 2007 年发表的一篇名为《Life beyond Distributed Transactions:an Apostate’s Opinion》的论文中提出。
TCC 的 3 个阶段
Try 阶段:尝试执行,完成所有业务检查(一致性), 预留必须业务资源(准隔离性)
Confirm 阶段:如果所有分支的 Try 都成功了,则走到 Confirm 阶段。Confirm 真正执行业务,不作任何业务检查,只使用 Try 阶段预留的业务资源
Cancel 阶段:如果所有分支的 Try 有一个失败了,则走到 Cancel 阶段。Cancel 释放 Try 阶段预留的业务资源。
如果我们要进行一个类似于银行跨行转账的业务,转出(TransOut)和转入(TransIn)分别在不同的微服务里,一个成功完成的 TCC 事务典型的时序图如下:
代码示例
以下展示在 Hyperf 框架中的使用方法,其它框架类似
<?php
namespace App\Controller;
use DtmClient\TCC;
use DtmClient\TransContext;
use Hyperf\Di\Annotation\Inject;
use Hyperf\HttpServer\Annotation\Controller;
use Hyperf\HttpServer\Annotation\GetMapping;
use Throwable;
#[Controller(prefix: '/tcc')]
class TccController
{
protected string $serviceUri = 'http://127.0.0.1:9501';
#[Inject]
protected TCC $tcc;
#[GetMapping(path: 'successCase')]
public function successCase()
{
try {
$this->tcc->globalTransaction(function (TCC $tcc) {
// 创建子事务 A 的调用数据
$tcc->callBranch(
// 调用 Try 方法的参数
['amount' => 30],
// Try 方法的 URL
$this->serviceUri . '/tcc/transA/try',
// Confirm 方法的 URL
$this->serviceUri . '/tcc/transA/confirm',
// Cancel 方法的 URL
$this->serviceUri . '/tcc/transA/cancel'
);
// 创建子事务 B 的调用数据,以此类推
$tcc->callBranch(
['amount' => 30],
$this->serviceUri . '/tcc/transB/try',
$this->serviceUri . '/tcc/transB/confirm',
$this->serviceUri . '/tcc/transB/cancel'
);
});
} catch (Throwable $e) {
var_dump($e->getMessage(), $e->getTraceAsString());
}
// 通过 TransContext::getGid() 获得 全局事务ID 并返回
return TransContext::getGid();
}
}
Saga 模式
Saga 模式是分布式事务领域最有名气的解决方案之一,也非常流行于各大系统中,最初出现在 1987 年 由 Hector Garcaa-Molrna & Kenneth Salem 发表的论文 SAGAS 里。
Saga 是一种最终一致性事务,也是一种柔性事务,又被叫做 长时间运行的事务(Long-running-transaction),Saga 是由一系列的本地事务构成。每一个本地事务在更新完数据库之后,会发布一条消息或者一个事件来触发 Saga 全局事务中的下一个本地事务的执行。如果一个本地事务因为某些业务规则无法满足而失败,Saga 会执行在这个失败的事务之前成功提交的所有事务的补偿操作。所以 Saga 模式在对比 TCC 模式时,因缺少了资源预留的步骤,往往在实现回滚逻辑时会变得更麻烦。
Saga 子事务拆分
比如我们要进行一个类似于银行跨行转账的业务,将 A 账户中的 30 元转到 B 账户,根据 Saga 事务的原理,我们将整个全局事务,拆分为以下服务:
- 转出(TransOut)服务,这里将会进行操作 A 账户扣减 30 元
- 转出补偿(TransOutCompensate)服务,回滚上面的转出操作,即 A 账户增加 30 元
- 转入(TransIn)服务,这里将会进行 B 账户增加 30 元
- 转入补偿(TransInCompensate)服务,回滚上面的转入操作,即 B 账户减少 30 元
整个事务的逻辑是:
执行转出成功 => 执行转入成功 => 全局事务完成
如果在中间发生错误,例如转入 B 账户发生错误,则会调用已执行分支的补偿操作,即:
执行转出成功 => 执行转入失败 => 执行转入补偿成功 => 执行转出补偿成功 => 全局事务回滚完成
下面是一个成功完成的 SAGA 事务典型的时序图:
代码示例
以下展示在 Hyperf 框架中的使用方法,其它框架类似
namespace App\Controller;
use DtmClient\Saga;
use DtmClient\TransContext;
use Hyperf\Di\Annotation\Inject;
use Hyperf\HttpServer\Annotation\Controller;
use Hyperf\HttpServer\Annotation\GetMapping;
#[Controller(prefix: '/saga')]
class SagaController
{
protected string $serviceUri = 'http://127.0.0.1:9501';
#[Inject]
protected Saga $saga;
#[GetMapping(path: 'successCase')]
public function successCase(): string
{
$payload = ['amount' => 50];
// 初始化 Saga 事务
$this->saga->init();
// 增加转出子事务
$this->saga->add(
$this->serviceUri . '/saga/transOut',
$this->serviceUri . '/saga/transOutCompensate',
$payload
);
// 增加转入子事务
$this->saga->add(
$this->serviceUri . '/saga/transIn',
$this->serviceUri . '/saga/transInCompensate',
$payload
);
// 提交 Saga 事务
$this->saga->submit();
// 通过 TransContext::getGid() 获得 全局事务ID 并返回
return TransContext::getGid();
}
}
XA 模式
XA 是由 X /Open 组织提出的分布式事务的规范,XA 规范主要定义了(全局)事务管理器(TM)和(局部)资源管理器(RM)之间的接口。本地的数据库如 mysql 在 XA 中扮演的是 RM 角色
XA 一共分为两阶段:
第一阶段(prepare):即所有的参与者 RM 准备执行事务并锁住需要的资源。参与者 ready 时,向 TM 报告已准备就绪。 第二阶段 (commit/rollback):当事务管理者(TM)确认所有参与者(RM)都 ready 后,向所有参与者发送 commit 命令。
目前主流的数据库基本都支持 XA 事务,包括 mysql、oracle、sqlserver、postgre
下面是一个成功完成的 XA 事物典型的时序图
代码示例
以下展示在 Hyperf 框架中的使用方法,其它框架类似
<?php
namespace App\Controller;
use App\Grpc\GrpcClient;
use DtmClient\DbTransaction\DBTransactionInterface;
use DtmClient\TransContext;
use DtmClient\XA;
use Hyperf\Contract\ConfigInterface;
use Hyperf\Di\Annotation\Inject;
use Hyperf\HttpServer\Annotation\Controller;
use Hyperf\HttpServer\Annotation\GetMapping;
use Hyperf\HttpServer\Annotation\RequestMapping;
use Hyperf\HttpServer\Contract\RequestInterface;
use Psr\Http\Message\ResponseInterface;
#[Controller(prefix: '/xa')]
class XAController
{
private GrpcClient $grpcClient;
protected string $serviceUri = 'http://127.0.0.1:9502';
public function __construct(
private XA $xa,
protected ConfigInterface $config,
) {
$server = $this->config->get('dtm.server', '127.0.0.1');
$port = $this->config->get('dtm.port.grpc', 36790);
$hostname = $server . ':' . $port;
$this->grpcClient = new GrpcClient($hostname);
}
#[GetMapping(path: 'successCase')]
public function successCase(): string
{
$payload = ['amount' => 50];
// 开启Xa 全局事物
$gid = $this->xa->generateGid();
$this->xa->globalTransaction($gid, function () use ($payload) {
// 调用子事物接口
$respone = $this->xa->callBranch($this->serviceUri . '/xa/api/transIn', $payload);
// XA http模式下获取子事物返回结构
/* @var ResponseInterface $respone */
$respone->getBody()->getContents();
// 调用子事物接口
$payload = ['amount' => 10];
$this->xa->callBranch($this->serviceUri . '/xa/api/transOut', $payload);
});
// 通过 TransContext::getGid() 获得 全局事务ID 并返回
return TransContext::getGid();
}
#[RequestMapping(methods: ["GET", "POST", "PUT"], path: 'api/transIn')]
public function transIn(RequestInterface $request): array
{
$content = $request->post('amount');
$amount = $content['amount'] ?? 50;
// 模拟分布式系统下transIn方法
$this->xa->localTransaction(function (DBTransactionInterface $dbTransaction) use ($amount) {
// 请使用 DBTransactionInterface 处理本地 Mysql 事物
$dbTransaction->xaExecute('UPDATE `order` set `amount` = `amount` + ? where id = 1', [$amount]);
});
return ['status' => 0, 'message' => 'ok'];
}
/**
* @param RequestInterface $request
* @return array
*/
#[RequestMapping(methods: ["GET", "POST", "PUT"], path: 'api/transOut')]
public function transOut(RequestInterface $request): array
{
$content = $request->post('amount');
$amount = $content['amount'] ?? 10;
// 模拟分布式系统下transOut方法
$this->xa->localTransaction(function (DBTransactionInterface $dbTransaction) use ($amount) {
// 请使用 DBTransactionInterface 处理本地 Mysql 事物
$dbTransaction->xaExecute('UPDATE `order` set `amount` = `amount` - ? where id = 2', [$amount]);
});
return ['status' => 0, 'message' => 'ok'];
}
}
上面的代码首先注册了一个全局 XA 事务,然后添加了两个子事务 transIn、transOut。子事务全部执行成功之后,提交给 dtm。dtm 收到提交的 xa 全局事务后,会调用所有子事务的 xa commit,完成整个 xa 事务。