用python完成一個分布式事務TCC
前言：
什么是分布式事務？銀行跨行轉賬業(yè)務是一個典型分布式事務場景，假設A需要跨行轉賬給B，那么就涉及兩個銀行的數據，無法通過一個數據庫的本地事務保證轉賬的ACID，只能夠通過分布式事務來解決。
分布式事務就是指事務的發(fā)起者、資源及資源管理器和事務協調者分別位于分布式系統的不同節(jié)點之上。在上述轉賬的業(yè)務中，用戶A-100操作和用戶B+100操作不是位于同一個節(jié)點上。本質上來說，分布式事務就是為了保證在分布式場景下，數據操作的正確執(zhí)行。
什么是TCC分布式事務，TCC是Try、Confirm、Cancel三個詞語的縮寫，最早是由 Pat Helland 于 2007 年發(fā)表的一篇名為《Life beyond Distributed Transactions:an Apostate's Opinion》的論文提出。
1、TCC組成
TCC分為3個階段
- Try 階段：嘗試執(zhí)行，完成所有業(yè)務檢查（一致性）, 預留必須業(yè)務資源（準隔離性）
- Confirm 階段：如果所有分支的Try都成功了，則走到
Confirm階段。Confirm真正執(zhí)行業(yè)務，不作任何業(yè)務檢查，只使用 Try 階段預留的業(yè)務資源 - Cancel 階段：如果所有分支的Try有一個失敗了，則走到
Cancel階段。Cancel釋放Try階段預留的業(yè)務資源。
TCC分布式事務里，有3個角色，與經典的XA分布式事務一樣：
- AP/應用程序，發(fā)起全局事務，定義全局事務包含哪些事務分支
- RM/資源管理器，負責分支事務各項資源的管理
- TM/事務管理器，負責協調全局事務的正確執(zhí)行，包括
Confirm，Cancel的執(zhí)行，并處理網絡異常
如果我們要進行一個類似于銀行跨行轉賬的業(yè)務，轉出（TransOut）和轉入（TransIn）分別在不同的微服務里，
一個成功完成的TCC事務典型的時序圖如下：
2、TCC實踐
對于前面的跨行轉賬操作，最簡單的做法是，在Try階段調整余額，在Cancel階段反向調整余額，Confirm階段則空操作。這么做帶來的問題是，如果A扣款成功，金額轉入B失敗，最后回滾，把A的余額調整為初始值。在這個過程中如果A發(fā)現自己的余額被扣減了，但是收款方B遲遲沒有收到余額，那么會對A造成困擾。
更好的做法是，Try階段凍結A轉賬的金額，Confirm進行實際的扣款，Cancel進行資金解凍，這樣用戶在任何一個階段，看到的數據都是清晰明了的。
下面我們進行一個TCC事務的具體開發(fā)
目前可用于TCC的開源框架，主要為Java語言，其中以seata為代表。我們的例子采用Python語言，使用的分布式事務框架為 https://github.com/yedf/dtm ，它對分布式事務的支持非常優(yōu)雅。下面來詳細講解TCC的組成
我們首先創(chuàng)建兩張表，一張是用戶余額表，一張是凍結資金表，建表語句如下：
CREATE TABLE dtm_busi.`user_account` ( `id` int(11) AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, `user_id` int(11) not NULL UNIQUE , `balance` decimal(10,2) NOT NULL DEFAULT '0.00', `create_time` datetime DEFAULT now(), `update_time` datetime DEFAULT now() ); CREATE TABLE dtm_busi.`user_account_trading` ( `id` int(11) AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, `user_id` int(11) not NULL UNIQUE , `trading_balance` decimal(10,2) NOT NULL DEFAULT '0.00', `create_time` datetime DEFAULT now(), `update_time` datetime DEFAULT now() );
trading表中，trading_balance記錄正在交易的金額。
我們先編寫核心代碼，凍結/解凍資金操作，會檢查約束balance+trading_balance >= 0，如果約束不成立，執(zhí)行失敗
def tcc_adjust_trading(cursor, uid, amount):
affected = utils.sqlexec(cursor, "update dtm_busi.user_account_trading set trading_balance=trading_balance + %d where user_id=%d and trading_balance + %d + (select balance from dtm_busi.user_account where id=%d) >= 0" % (amount, uid, amount, uid))
if affected == 0:
raise Exception("update error, maybe balance not enough")
然后是調整余額
def tcc_adjust_balance(cursor, uid, amount): utils.sqlexec(cursor, "update dtm_busi.user_account_trading set trading_balance = trading_balance+ %d where user_id=%d" %( -amount, uid)) utils.sqlexec(cursor, "update dtm_busi.user_account set balance=balance+%d where user_id=%d" %(amount, uid))
下面我們來編寫具體的Try/Confirm/Cancel的處理函數
@app.post("/api/TransOutTry")
def trans_out_try():
# 事務以及異常處理
tcc_adjust_trading(c, out_uid, -30)
return {"dtm_result": "SUCCESS"}
@app.post("/api/TransOutConfirm")
def trans_out_confirm():
# 事務以及異常處理
tcc_adjust_balance(c, out_uid, -30)
return {"dtm_result": "SUCCESS"}
@app.post("/api/TransOutCancel")
def trans_out_cancel():
# 事務以及異常處理
tcc_adjust_trading(c, out_uid, 30)
return {"dtm_result": "SUCCESS"}
@app.post("/api/TransInTry")
def trans_in_try():
# 事務以及異常處理
tcc_adjust_trading(c, in_uid, 30)
return {"dtm_result": "SUCCESS"}
@app.post("/api/TransInConfirm")
def trans_in_confirm():
# 事務以及異常處理
tcc_adjust_balance(c, in_uid, 30)
return {"dtm_result": "SUCCESS"}
@app.post("/api/TransInCancel")
def trans_in_cancel():
# 事務以及異常處理
tcc_adjust_trading(c, in_uid, -30)
return {"dtm_result": "SUCCESS"}
到此各個子事務的處理函數已經OK了，然后是開啟TCC事務，進行分支調用
@app.get("/api/fireTcc")
def fire_tcc():
# 發(fā)起tcc事務
gid = tcc.tcc_global_transaction(dtm, utils.gen_gid(dtm), tcc_trans)
return {"gid": gid}
# tcc事務的具體處理
def tcc_trans(t):
req = {"amount": 30} # 業(yè)務請求的負荷
# 調用轉出服務的Try|Confirm|Cancel
t.call_branch(req, svc + "/TransOutTry", svc + "/TransOutConfirm", svc + "/TransOutCancel")
# 調用轉入服務的Try|Confirm|Cancel
t.call_branch(req, svc + "/TransInTry", svc + "/TransInConfirm", svc + "/TransInCancel")
至此，一個完整的TCC分布式事務編寫完成。
如果您想要完整運行一個成功的示例，那么按照dtmcli-py-sample項目的說明tcc的例子即可
3、TCC的回滾
假如銀行將金額準備轉入用戶2時，發(fā)現用戶2的賬戶異常，返回失敗，會怎么樣？我們修改代碼，模擬這種情況：
@app.post("/api/TransInTry")
def trans_in_try():
# 事務以及異常處理
tcc_adjust_trading(c, in_uid, 30)
return {"dtm_result": "FAILURE"}
這是事務失敗交互的時序圖：
這個跟成功的TCC差別就在于，當某個子事務返回失敗后，后續(xù)就回滾全局事務，調用各個子事務的Cancel操作，保證全局事務全部回滾。
4、TCC網絡異常
TCC在整個全局事務的過程中，可能發(fā)生各類網絡異常情況，典型的是空回滾、冪等、懸掛，由于TCC的異常情況，和SAGA、可靠消息等事務模式有相近的地方，因此我們把所有異常的解決方案統統放在這篇文章 分布式事務最經典的七種解決方案 的異常處理章節(jié)進行講解
5、小結
在這篇文章里，我們介紹了TCC的理論知識，也通過一個例子，完整給出了編寫一個TCC事務的過程，涵蓋了正常成功完成，以及成功回滾的情況。相信讀者通過這邊文章，對TCC已經有了深入的理解。
關于分布式事務更多更全面的知識，請參考 關于MySQL與Golan分布式事務經典的七種解決方案
到此這篇關于用python完成一個分布式事務TCC的文章就介紹到這了,更多相關用python完成一個分布式事務TCC內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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