什么是TCC事务

ICC是Try、Confirm、Cancel三个词语的缩写,TCC要求每个分支事务实现三个操作:预处理Try、确认Confirm、撤销Cancel。 Try操作做业务检查及资源预留,Confirm做业务确认操作,Cancel实现一个与Try相反的操作即口滚操作。TM首先发起所有的分支事务的Try操作,任何一个分支事务的Try操作执行失败,TM将会发起所有分支事务的Cancel操作,若Try操作全部成功,TM将会发起所有分支事务的Confirm操作,其Confirm/Cancel操作若执行失败,TM会进行重试。

成功情况:

失败情况:

TCC分为三个阶段:

  1. Try 阶段是做业务检查(一致性)及资源预留(隔离),此阶段仅是一个初步操作,它和后续的Confirm一起才能真正构成一个完整的业务逻辑。

  2. confirm 阶段是做确认提交,Try阶段所有分支事务执行成功后开始执行 Confirm。通常情况下,采用TCC则认为 Confirm 阶段是不会出错的。即:只要Try成功,Confirm一定成功。若Confirm阶段真的出错了,需引入重试机制或人工处理。

  3. Cancel 阶段是在业务执行错误需要回滚的状态下执行分支事务的业务取消,预留资源释放。通常情况下,采用TCC则认为 Cancel 阶段也是一定成功的。若Cancel阶段真的出错了,需引入重试机制或人工处理。

  4. TM事务管理器
    TM事务管理器可以实现为独立的服务,也可以让全局事务发起方充当TM的角色,TM独立出来是为了成为公用组件,是为了考虑系统结构和软件复用。

TM在发起全局事务时生成全局事务记录,全局事务ID贯穿整个分布式事务调用链条,用来记录事务上下文,追踪和记录状态,由于 Confirm 和 Cancel 失败需进行重试,因此需要实现为幂等,幂等性是指同一个操作无论请求多少次,其结果都相同。

TCC解决方案

目前市面上的TCC框架众多比如下面这几种:

  • tcc-transaction
  • hmily
  • ByteTCC
  • EasyTransaction
  • Seata

TCC模式原理

举例一个扣减用户余额的业务。假设账户A原来金额是100,需要扣减30元。

  • 阶段一(Try):检查余额是否充足,如果充足则冻结金额增加30元,可用余额扣除30
  • 阶段二:加入要提交(Confirm),则冻结金额扣减30
  • 阶段二:如果要回滚(Cancel),则冻结金额扣减30,可用余额增加30

阶段二只操作冻结金额(预留资源),一阶段每个事务只操作自己的冻结金额(预留资源),事务相互之间没有关联(隔离)

空回滚、幂等、悬挂

空回滚

在没有调用TCC 资源 Try 方法的情况下,调用了二阶段的 Cancel方法,Cancel 方法需要识别出这是一个空回滚,然后直接返回成功。

出现原因是当一个分支事务所在服务宕机或网络异常,分支事务调用记录为失败,这个时候其实是没有执行 Try 阶段,当故障恢复后,分布式事务进行回滚则会调用二阶段的Cancel方法,从而形成空回滚。

解决思路是关键就是要识别出这个空回滚。思路很简单就是需要知道一阶段是否执行,如果执行了,那就是正常回滚:如果没执行,那就是空回滚。前面已经说过TM在发起全局事务时生成全局事务记录,全局事务ID贯穿整个分布式事务调用链条。再额外增加一张分支事务记录表 ,其中有全局事务 ID 和分支事务 ID,第一阶段 Try 方法里会插入一条记录,表示一阶段执行了。Cancel 接口里读取该记录,如果该记录存在,则正常回滚;如果该记录不存在,则是空回滚。

幂等

通过前面介绍已经了解到 ,为了保证TCC二阶段提交重试机制不会引发数据不一致,要求 TCC 的二阶段Try、Confirm 和 Cancel接口保证幕等,这样不会重复使用或者释放资源。如果幂等控制没有做好,很有可能导致数据不一致等严重问题。

解决思路在上述”分支事务记录’中增加执行状态,每次执行前都直询该状态。

悬挂

Cancel 比 Try 先执行,需要阻止 Try 执行

悬挂就是对于一个分布式事务,其二阶段 Cancel 接口比 Try 接口先执行。

出现原因是在 RPC 调用分支事务try时,先注册分支事务,再执行RPC调用,如果此时RPC 调用的网络发生拥堵,通常 RPC调用是有超时时间的,RPC 超时以后,TM就会通知RM回滚该分布式事务,可能回滚完成后,RPC 请求才到达参与者真正执行,而一个Try 方法预留的业务资源,只有该分布式事务才能使用,该分布式事务第一阶段预留的业务资源就再也没有人能够处理了,对于这种情况,我们就称为悬挂,即业务资源预留后没法继续处理。

解决思路是如果二阶段执行完成,那一阶段就不能再继续执行。在执行一阶段事务时判断在该全局事务下,“分支事务记录”表中是否已经有二阶段事务记录,如果有则不执行Try。