1.3.2 分布式事务

微服务架构所设计的系统是分布式系统。分布式系统有一个著名的CAP理论，即同时满足“一致性”“可用性”和“分区容错”是一件不可能的事。CAP理论是由Eric Brewer在2000年PODC会议上提出的，该理论在两年后被证明成立。CAP理论告诉架构师不要妄想设计出同时满足三者的系统，应该有所取舍，设计出适合业务的系统。CAP理论如图1-9所示。

▲图1-9 CAP理论示意图

•Consistency：指数据的强一致性。如果写入某个数据成功，之后读取，读到的都是新写入的数据；如果写入失败，之后读取的都不是写入失败的数据。

•Availability：指服务的可用性。

•Partition-tolerance：指分区容错。

在分布式系统中，P是基本要求，而单体服务是CA系统。微服务系统通常是一个AP系统，即同时满足了可用性和分区容错。这就有了一个难题：在分布式系统中如何保证数据的一致性？这就是大家经常讨论的分布式事务。

在微服务系统中，每个服务都是独立的进程单元，每个服务都有自己的数据库。通常情况下，只有关系型数据库在特定的数据引擎下才支持事务，而大多数非关系型数据库是不支持事务的，例如MongDB是不支持事务的，而Redis是支持事务的。在微服务架构中，分布式事务一直是一个难以解决的问题，业界给出了很多解决办法，比如两阶段提交、三阶段提交、TCC等。本书将介绍两阶段提交。

网上购物在日常生活中是一个非常普通的场景，假设我在淘宝上购买了一部手机，需要从我的账户中扣除1000元钱，同时手机的库存数量需要减1。当然需要在卖方的账户中加1000元钱，为了使案例简单化，暂时不用考虑。

如果这是一个单体应用，并且使用支持事务的MySQL数据库（InnoDB数据库引擎才支持事务），我们可能这样写代码：

@Transactional
public void update() throws RuntimeException{
    updateAccountTable(); //更新账户表
    updateGoodsTable();   //更新商品表
}

如果是微服务架构，账户是一个服务，而商品是一个服务，这时不能用数据库自带的事务，因为这两个数据表不在一个数据库中。因此常常用到两阶段提交，两阶段提交的过程如图1-10所示。

第一阶段，service-account发起一个分布式事务，交给事务协调器TC处理，事务协调器TC向所有参与的事务的节点发送处理事务操作的准备操作。所有的参与节点执行准备操作，将Undo和Redo信息写进日志，并向事务管理器返回准备操作是否成功。

▲图1-10 两阶段提交示意图

第二阶段，事务管理器收集所有节点的准备操作是否成功，如果都成功，则通知所有的节点执行提交操作；如果有一个失败，则执行回滚操作。

两阶段提交，将事务分成两部分能够大大提高分布式事务成功的概率。如果在第一阶段都成功了，而执行第二阶段的某一个节点失败，仍然导致数据的不准确，这时一般需要人工去处理，这就是当初在第一步记录日志的原因。另外，如果分布式事务涉及的节点很多，某一个节点的网络出现异常会导致整个事务处于阻塞状态，大大降低数据库的性能。所以一般情况下，尽量少用分布式事务。