解析探秘fescar分布式事务实现原理

分布式事务是一个难点，因为分布式事务牵涉到多个不同的计算节点之间的协作，要实现一个高效且可靠的分布式事务控制系统并不是一件容易的事。在这篇文章中，我们将讲解如何解析探秘fescar分布式事务实现原理，并通过两个示例说明其工作原理。

什么是fescar

fescar是一个基于Java的分布式事务解决方案，旨在解决分布式事务控制的难点。它采用了类似于2PC（两阶段提交协议）的机制，但不同之处在于fescar具备更高的性能和更好的可扩展性，同时避免了"阻塞式"和"单点故障"等问题。fescar被广泛应用于电商、支付、体育和航空等行业。

fescar实现原理

fescar的分布式事务控制框架主要由两部分组成：事务协调者（Transaction Coordinator）和事务参与者（Transaction Participant）。

• 事务协调者：它是整个分布式事务环境的核心，负责协调和管理整个事务的生命周期，它维护着一个全局事务记录（Transaction Record），通过二阶段提交（Two-Phase Commit）协议来保证数据一致性。

• 事务参与者：它是参与分布式事务的业务逻辑服务，它具备对全局事务提交和回滚的能力，可以将自身纳入到全局事务的管理之中。

fescar的实现流程如下：

（1）全局事务的启动

• 客户端调用fescar提供的API，创建一个全局事务分支（Global Transaction Branch），并将该分支内涵的信息（事务ID、服务名称等）发送给服务端。

（2）事务的注册

• fescar服务端接收到客户端的请求后，先在服务端的全局事务记录中创建一个事务记录，并生成一个唯一的事务ID。

• fescar服务端将该事务ID返回给客户端，并以该ID作为分支事务的ID，帮助客户端在服务端的全局事务记录中注册对应的分支事务。

（3）分支事务的注册

• 客户端在得到事务ID后，将该ID放入自己业务逻辑服务所需要的上下文信息中。

• 当客户端的业务逻辑服务被执行时，fescar会首先判断这是一个全局事务分支。

• 当确认是全局事务分支时，fescar将从上下文中获取事务ID，并用该ID注册分支事务。

（4）业务逻辑服务调用

• 当上下文中的事务ID被确认，表示该方法是一个"分布式事务"的一部分。

• fescar会自动在Context上下文中记录全局事务的ID和分支事务的ID。

• 接下来，业务逻辑服务会执行，并异步地将更新操作发送到各个分支事务的处理程序。

（5）提交/回滚分支事务

• 当分支事务处理成功后，它会将该分支的执行状态和结果通知给事务协调者，并等待全局事务的提交。

• 处理程序仅当在检测到全局事务执行成功后才会提交分支事务，否则它将撤销当前分支事务的所有操作（即回滚操作）。

（6）全局事务的提交

• 当所有的分支事务都已被提交，fescar的事务协调者将发送一个"提交"命令给所有的所有的分支事务。然后等待所有参与者的响应。

• 如果所有分支事务都提交成功，fescar会标记全局事务为"成功"状态，并返回结果给客户端。

示例一：电商订单支付示例

假设有一个大型的电商站点，支持同时在线购买多个商品，一个订单可以购买多件商品。此时，我们需要处理"下单"（即创建订单）和"付款"（即减少用户的账面余额）两个操作的原子性。

1. 当用户点击"购买"按钮时，会触发一个下单请求，该请求会自动注册一个全局事务分支。

2. 在下单请求完成后，启动事务注册，fescar服务端为该请求生成唯一的事务ID。

3. 在收到事务ID后，创建订单信息，并提交一个"提交"事务操作。

4. 接下来，启动一个付款请求，该请求会查询用户账户余额，并判断余额是否足够，如果足够则提交一个"提交"事务操作，如果余额不足则提交一个"回滚"事务操作。

5. 当下单和付款操作均执行成功后，fescar事务协调者会向所有已注册的分支事务发送提交命令，完成全局事务提交。

6. 如果在中途发生意外情况（比如付款请求中用户账户余额不足），fescar事务协调者会向所有已注册的分支事务发送回滚命令，回滚分支事务，避免出现数据异常的情况。

示例二：旅游预订示例

假设有一个旅游预订应用，客户可以在线预订机票、酒店和租车等服务。在客户预订这些服务时，需要提供分布式事务保证原子性。

1. 当客户预订一项服务时，会发送一个预订请求，该请求会先自动注册一个全局事务分支。

2. 在收到事务ID后，服务提供方将分支事务注册到fescar事务协调者中。

3. 服务提供方将订单/预订信息存储在数据库中，并异步地将数据更新发送到各个已注册的分支事务的处理程序中。

4. 如果遇到出现预订失败的场景（如酒店或者机票已满），所有此次预订涉及到的分支事务都将会被回滚。

5. 当所有分支事务都已成功提交时，fescar协调者会发送提交命令到每个已注册的分支事务，完成全局事务提交。

这两个示例说明了fescar的工作原理及其应用场景。