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分散式事務 | 使用DTM 的Saga 模式

2023-02-08 12:02:23

分散式事務系列文章
分散式事務 | 使用DTM 的Saga 模式
分散式事務 | 使用 dotnetcore/CAP 的本地訊息表模式
分散式事務 | 基於MassTransit的StateMachine實現Saga編排式分散式事務
分散式事務 | 基於MassTransit Courier實現Saga 編排式分散式事務

DTM 簡介

前面章節提及的MassTransit、dotnetcore/CAP都提供了分散式事務的處理能力，但也僅侷限於Saga和本地訊息表模式的實現。那有沒有一個獨立的分散式事務解決方案，涵蓋多種分散式事務處理模式，如Saga、TCC、XA模式等。有，目前業界主要有兩種開源方案，其一是阿里開源的Seata，另一個就是DTM。其中Seata僅支援Java、Go和Python語言，因此不在.NET 的選擇範圍。DTM則通過提供簡單易用的HTTP和gRPC介面，遮蔽了語言的無關性，因此支援任何開發語言接入，目前提供了Go、Python、NodeJs、Ruby、Java和C#等語言的SDK。
DTM，全稱Distributed Transaction Manager，是一個分散式事務管理器，解決跨資料庫、跨服務、跨語言更新資料的一致性問題。它提供了Saga、TCC、 XA和二階段訊息模式以滿足不同應用場景的需求，同時其首創的子事務屏障技術可以有效解決冪等、懸掛和空補償等異常問題。

DTM 事務處理過程及架構

那DTM是如何處理分散式事務的呢？以一個經典的跨行轉賬業務為例來看下事務處理過程。對於跨行轉賬業務而言，很顯然是跨庫跨服務的應用場景，不能簡單通過本地事務解決，可以使用Saga模式，以下是基於DTM提供的Saga事務模式成功轉賬的的時序圖：

從以上時序圖可以看出，DTM整個全域性事務分為如下幾步：

  1. 使用者定義好全域性事務所有的事務分支（全域性事務的組成部分稱為事務分支），然後提交給DTM，DTM持久化全域性事務資訊後，立即返回
  2. DTM取出第一個事務分支，這裡是TransOut，呼叫該服務併成功返回
  3. DTM取出第二個事務分支，這裡是TransIn，呼叫該服務併成功返回
  4. DTM已完成所有的事務分支，將全域性事務的狀態修改為已完成

基於以上這個時序圖的基礎上，再來看下DTM的架構：

整個DTM架構中，一共有三個角色，分別承擔了不同的職責：

  • RM-資源管理器：RM是一個應用服務，通常連線到獨立的資料庫，負責處理全域性事務中的本地事務，執行相關資料的修改、提交、回滾、補償等操作。例如在前面的這個Saga事務時序圖中，步驟2、3中被呼叫的TransIn和TransOut方法所在的服務都是RM。
  • AP-應用程式：AP是一個應用服務，負責全域性事務的編排，他會註冊全域性事務，註冊子事務，呼叫RM介面。例如在前面的這個SAGA事務中，發起步驟1的是AP，它編排了一個包含TransOut、TransIn的全域性事務，然後提交給TM
  • TM-事務管理器：TM就是DTM服務，負責全域性事務的管理，作為一個獨立的服務而存在。每個全域性事務都註冊到TM，每個事務分支也註冊到TM。TM會協調所有的RM來執行不同的事務分支，並根據執行結果決定是否提交或回滾事務。例如在前面的Saga事務時序圖中，TM在步驟2、3中呼叫了各個RM，在步驟4中，完成這個全域性事務。

總體而言，AP-應用程式充當全域性事務編排器的角色通過DTM提供的開箱即用的SDK進行全域性事務和子事務的註冊。TM-事務管理器接收到註冊的全域性事務和子事務後，負責呼叫RM-資源管理器來執行對應的事務分支，TM-事務管理器根據事務分支的執行結果決定是否提及或回滾事務。

快速上手

百聞不如一見，接下來就來實際上手體驗下如何基於DTM來實際應用Saga進行分散式跨行轉賬事務的處理。

建立範例專案

接下來就來建立一個範例專案：

  1. 使用dotnet new webapi -n DtmDemo.Webapi建立範例專案。
  2. 新增Nuget包：Dtmcli 和Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql。
  3. 新增DTM設定項：
{
  "dtm": {
    "DtmUrl": "http://localhost:36789",
    "DtmTimeout": 10000,
    "BranchTimeout": 10000,
    "DBType": "mysql",
    "BarrierTableName": "dtm_barrier.barrier",
  }
}
  1. 定義銀行賬戶BankAccount實體類：
namespace DtmDemo.WebApi.Models
{
    public class BankAccount
    {
        public int Id { get; set; }
        public decimal Balance { get; set; }
    }
}
  1. 定義DtmDemoWebApiContext資料庫上下文：
using Microsoft.EntityFrameworkCore;

namespace DtmDemo.WebApi.Data
{
    public class DtmDemoWebApiContext : DbContext
    {
        public DtmDemoWebApiContext (DbContextOptions<DtmDemoWebApiContext> options)
            : base(options)
        {
        }

        public DbSet<DtmDemo.WebApi.Models.BankAccount> BankAccount { get; set; } = default!;
    }
}
  1. 註冊DbContext 和DTM服務：
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using DtmDemo.WebApi.Data;
using Dtmcli;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
var connectionStr = builder.Configuration.GetConnectionString("DtmDemoWebApiContext");
// 註冊DbContext
builder.Services.AddDbContext<DtmDemoWebApiContext>(options =>
{
    options.UseMySql(connectionStr, ServerVersion.AutoDetect(connectionStr));
});

// 註冊DTM
builder.Services.AddDtmcli(builder.Configuration, "dtm");
  1. 執行dotnet ef migrations add 'Initial' 建立遷移。
  2. 為便於初始化演示資料，定義BankAccountController如下，其中PostBankAccount介面新增了await _context.Database.MigrateAsync();用於自動應用遷移。
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using DtmDemo.WebApi.Data;
using DtmDemo.WebApi.Models;
using Dtmcli;

namespace DtmDemo.WebApi.Controllers
{
    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class BankAccountsController : ControllerBase
    {
        private readonly DtmDemoWebApiContext _context;

        public BankAccountsController(DtmDemoWebApiContext context)
        {
            _context = context;
        }
		[HttpGet]
        public async Task<ActionResult<IEnumerable<BankAccount>>> GetBankAccount()
        {
            return await _context.BankAccount.ToListAsync();
        }

        [HttpPost]
        public async Task<ActionResult<BankAccount>> PostBankAccount(BankAccount bankAccount)
        {
            await _context.Database.MigrateAsync();
            _context.BankAccount.Add(bankAccount);
            await _context.SaveChangesAsync();

            return Ok(bankAccount);
        }
}

應用Saga模式

接下來定義SagaDemoController來使用DTM的Saga模式來模擬跨行轉賬分散式事務：

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using DtmDemo.WebApi.Data;
using DtmDemo.WebApi.Models;
using Dtmcli;
using DtmCommon;

namespace DtmDemo.WebApi.Controllers
{
    [Route("api/[controller]")]
    [ApiController]
    public class SagaDemoController : ControllerBase
    {
        private readonly DtmDemoWebApiContext _context;
        private readonly IConfiguration _configuration;
        private readonly IDtmClient _dtmClient;
        private readonly IDtmTransFactory _transFactory;

        private readonly IBranchBarrierFactory _barrierFactory;
        private readonly ILogger<BankAccountsController> _logger;

        public SagaDemoController(DtmDemoWebApiContext context, IConfiguration configuration, IDtmClient dtmClient, IDtmTransFactory transFactory, ILogger<BankAccountsController> logger, IBranchBarrierFactory barrierFactory)
        {
            this._context = context;
            this._configuration = configuration;
            this._dtmClient = dtmClient;
            this._transFactory = transFactory;
            this._logger = logger;
            this._barrierFactory = barrierFactory;
        }
}

對於跨行轉賬業務，使用DTM的Saga模式，首先要進行事務拆分，可以拆分為以下4個子事務，並分別實現：

轉出子事務（TransferOut）

    [HttpPost("TransferOut")]
    public async Task<IActionResult> TransferOut([FromBody] TransferRequest request)
    {
        var msg = $"使用者{request.UserId}轉出{request.Amount}元";
        _logger.LogInformation($"轉出子事務-啟動：{msg}");
        // 1. 建立子事務屏障
        var branchBarrier = _barrierFactory.CreateBranchBarrier(Request.Query);
        try
        {
            using (var conn = _context.Database.GetDbConnection())
            {
                // 2. 在子事務屏障內執行事務操作
                await branchBarrier.Call(conn, async (tx) =>
                {
                    _logger.LogInformation($"轉出子事務-執行：{msg}");
                    await _context.Database.UseTransactionAsync(tx);
                    var bankAccount = await _context.BankAccount.FindAsync(request.UserId);
                    if (bankAccount == null || bankAccount.Balance < request.Amount)
                        throw new InvalidDataException("賬戶不存在或餘額不足！");
                    bankAccount.Balance -= request.Amount;
                    await _context.SaveChangesAsync();
                });
            }
        }
        catch (InvalidDataException ex)
        {
            _logger.LogInformation($"轉出子事務-失敗：{ex.Message}");
            // 3. 按照介面協定，返回409，以表示子事務失敗
            return new StatusCodeResult(StatusCodes.Status409Conflict);
        }
        _logger.LogInformation($"轉出子事務-成功：{msg}");
        return Ok();
    }

以上程式碼中有幾點需要額外注意：

  1. 使用Saga模式，必須開啟子事務屏障：_barrierFactory.CreateBranchBarrier(Request.Query)，其中Request.Query中的引數由DTM 生成，類似：?branch_id=01&gid=XTzKHgxemLyL8EXtMTLvzK&op=action&trans_type=saga，主要包含四個引數：
    1. gid：全域性事務Id
    2. trans_type：事務型別，是saga、msg、xa或者是tcc。
    3. branch_id：子事務的Id
    4. op：當前操作，對於Saga事務模式，要麼為action（正向操作），要麼為compensate（補償操作）。
  2. 必須在子事務屏障內執行事務操作：branchBarrier.Call(conn, async (tx) =>{}
  3. 對於Saga正向操作而言，業務上的失敗與異常是需要做嚴格區分的，例如前面的餘額不足，是業務上的失敗，必須回滾。而對於網路抖動等其他外界原因導致的事務失敗，屬於業務異常，則需要重試。因此若因業務失敗（這裡是賬戶不存在或餘額不足）而導致子事務失敗，則必須通過拋異常的方式並返回**409**狀態碼以告知DTM 子事務失敗。
  4. 以上通過丟擲異常的方式中斷子事務執行並在外圍捕獲特定異常返回409狀態碼。在外圍捕獲異常時切忌放大異常捕獲，比如直接catch(Exception)，如此會捕獲由於網路等其他原因導致的異常，而導致DTM 不再自動處理該異常，比如業務異常時的自動重試。

轉出補償子事務（TransferOut_Compensate）

轉出補償，就是回滾轉出操作，進行賬戶餘額歸還，實現如下：

    [HttpPost("TransferOut_Compensate")]
    public async Task<IActionResult> TransferOut_Compensate([FromBody] TransferRequest request)
    {
        var msg = $"使用者{request.UserId}回滾轉出{request.Amount}元";
        _logger.LogInformation($"轉出補償子事務-啟動：{msg}");
        // 1. 建立子事務屏障
        var branchBarrier = _barrierFactory.CreateBranchBarrier(Request.Query);
        using (var conn = _context.Database.GetDbConnection())
        {
            // 在子事務屏障內執行事務操作
            await branchBarrier.Call(conn, async (tx) =>
            {
                _logger.LogInformation($"轉出補償子事務-執行：{msg}");
                await _context.Database.UseTransactionAsync(tx);
                var bankAccount = await _context.BankAccount.FindAsync(request.UserId);
                if (bankAccount == null)
                    return; //對於補償操作，可直接返回，中斷後續操作
                bankAccount.Balance += request.Amount;
                await _context.SaveChangesAsync();
            });
        }
        _logger.LogInformation($"轉出補償子事務-成功！");
        // 2. 因補償操作必須成功，所以必須返回200。
        return Ok();
    }

由於DTM設計為總是執行補償，也就是說即使正向操作子事務失敗時，DTM 仍舊會執行補償邏輯。但子事務屏障會在執行時判斷正向操作的執行狀態，當子事務失敗時，並不會執行補償邏輯。
另外DTM的補償操作，是要求最終成功的，只要還沒成功，就會不斷進行重試，直到成功。因此在補償子事務中，即使補償子事務中出現業務失敗時，也必須返回**200**。因此當出現bankAccount==null時可以直接 return。

轉入子事務（TransferIn）

轉入子事務和轉出子事務的實現基本類似，都是開啟子事務屏障後，在branchBarrier.Call(conn, async tx => {}中實現事務邏輯，並通過拋異常的方式並最終返回409狀態碼來顯式告知DTM 子事務執行失敗。

    [HttpPost("TransferIn")]
    public async Task<IActionResult> TransferIn([FromBody] TransferRequest request)
    {
        var msg = $"使用者{request.UserId}轉入{request.Amount}元";
        _logger.LogInformation($"轉入子事務-啟動：{msg}");
        var branchBarrier = _barrierFactory.CreateBranchBarrier(Request.Query);
        try
        {
            using (var conn = _context.Database.GetDbConnection())
            {
                await branchBarrier.Call(conn, async (tx) =>
                {
                    _logger.LogInformation($"轉入子事務-執行：{msg}");
                    await _context.Database.UseTransactionAsync(tx);
                    var bankAccount = await _context.BankAccount.FindAsync(request.UserId);
                    if (bankAccount == null)
                        throw new InvalidDataException("賬戶不存在！");
                    bankAccount.Balance += request.Amount;
                    await _context.SaveChangesAsync();
                });
            }
        }
        catch (InvalidDataException ex)
        {
            _logger.LogInformation($"轉入子事務-失敗：{ex.Message}");
            return new StatusCodeResult(StatusCodes.Status409Conflict);
        }
        _logger.LogInformation($"轉入子事務-成功：{msg}");
        return Ok();
    }

轉入補償子事務（TransferIn_Compensate）

轉入補償子事務和轉出補償子事務的實現也基本類似，都是開啟子事務屏障後，在branchBarrier.Call(conn, async tx => {}中實現事務邏輯，並最終返回200狀態碼來告知DTM 補償子事務執行成功。

    [HttpPost("TransferIn_Compensate")]
    public async Task<IActionResult> TransferIn_Compensate([FromBody] TransferRequest request)
    {
        var msg = "使用者{request.UserId}回滾轉入{request.Amount}元";
        _logger.LogInformation($"轉入補償子事務-啟動：{msg}");
        var branchBarrier = _barrierFactory.CreateBranchBarrier(Request.Query);
        using (var conn = _context.Database.GetDbConnection())
        {
            await branchBarrier.Call(conn, async (tx) =>
            {
                _logger.LogInformation($"轉入補償子事務-執行：{msg}");
                await _context.Database.UseTransactionAsync(tx);
                var bankAccount = await _context.BankAccount.FindAsync(request.UserId);
                if (bankAccount == null) return;
                bankAccount.Balance -= request.Amount;
                await _context.SaveChangesAsync();
            });
        }
        _logger.LogInformation($"轉入補償子事務-成功！");
        return Ok();
    }

編排Saga事務

拆分完子事務，最後就可以進行Saga事務編排了，其程式碼如下所示：

    [HttpPost("Transfer")]
    public async Task<IActionResult> Transfer(int fromUserId, int toUserId, decimal amount,
        CancellationToken cancellationToken)
    {
        try
        {
            _logger.LogInformation($"轉賬事務-啟動：使用者{fromUserId}轉賬{amount}元到使用者{toUserId}");
            //1. 生成全域性事務ID
            var gid = await _dtmClient.GenGid(cancellationToken);
            var bizUrl = _configuration.GetValue<string>("TransferBaseURL");
            //2. 建立Saga
            var saga = _transFactory.NewSaga(gid);
            //3. 新增子事務
        	saga.Add(bizUrl + "/TransferOut", bizUrl + "/TransferOut_Compensate",
                    new TransferRequest(fromUserId, amount))
                .Add(bizUrl + "/TransferIn", bizUrl + "/TransferIn_Compensate",
                    new TransferRequest(toUserId, amount))
                .EnableWaitResult(); // 4. 按需啟用是否等待事務執行結果

            //5. 提交Saga事務
            await saga.Submit(cancellationToken);
        }
        catch (DtmException ex) // 6. 如果開啟了`EnableWaitResult()`，則可通過捕獲異常的方式，捕獲事務失敗的結果。
        {
            _logger.LogError($"轉賬事務-失敗：使用者{fromUserId}轉賬{amount}元到使用者{toUserId}失敗！");
            return new BadRequestObjectResult($"轉賬失敗:{ex.Message}");
        }

        _logger.LogError($"轉賬事務-完成：使用者{fromUserId}轉賬{amount}元到使用者{toUserId}成功！");
        return Ok($"轉賬事務-完成：使用者{fromUserId}轉賬{amount}元到使用者{toUserId}成功！");
    }

主要步驟如下：

  1. 生成全域性事務Id：var gid =await _dtmClient.GenGid(cancellationToken);
  2. 建立Saga全域性事務：_transFactory.NewSaga(gid);
  3. 新增子事務：saga.Add(string action, string compensate, object postData);包含正向和反向子事務。
  4. 如果依賴事務執行結果，可通過EnableWaitResult()開啟事務結果等待。
  5. 提交Saga全域性事務：saga.Submit(cancellationToken);
  6. 若開啟了事務結果等待，可以通過try...catch..來捕獲DtmExcepiton異常來獲取事務執行異常資訊。

執行專案

既然DTM作為一個獨立的服務存在，其負責通過HTTP或gRPC協定發起子事務的呼叫，因此首先需要啟動一個DTM範例，又由於本專案依賴MySQL，因此我們採用Docker Compose的方式來啟動專案。在Visual Studio中通過右鍵專案->Add->Docker Support->Linux 即可新增Dockerfile如下所示：

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:6.0 AS base
WORKDIR /app
EXPOSE 80
EXPOSE 443

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:6.0 AS build
WORKDIR /src
COPY ["DtmDemo.WebApi/DtmDemo.WebApi.csproj", "DtmDemo.WebApi/"]
RUN dotnet restore "DtmDemo.WebApi/DtmDemo.WebApi.csproj"
COPY . .
WORKDIR "/src/DtmDemo.WebApi"
RUN dotnet build "DtmDemo.WebApi.csproj" -c Release -o /app/build

FROM build AS publish
RUN dotnet publish "DtmDemo.WebApi.csproj" -c Release -o /app/publish

FROM base AS final
WORKDIR /app
COPY --from=publish /app/publish .
ENTRYPOINT ["dotnet", "DtmDemo.WebApi.dll"]

在Visual Studio中通過右鍵專案->Add Container Orchestrator Support->Docker Compose即可新增docker-compose.yml，由於整個專案依賴mysql和DTM，修改docker-compose.yml如下所示，其中定義了三個服務：db，dtm和dtmdemo.webapi。

version: '3.4'
services:
  db:
    image: 'mysql:5.7'
    container_name: dtm-mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456 # 指定MySQL初始密碼
    volumes:
      - ./docker/mysql/scripts:/docker-entrypoint-initdb.d  # 掛載用於初始化資料庫的指令碼
    ports:
      - '3306:3306'
  dtm:
    depends_on: ["db"]
    image: 'yedf/dtm:latest'
    container_name: dtm-svc
    environment:
      IS_DOCKER: '1'
      STORE_DRIVER: mysql  # 指定使用MySQL持久化DTM事務資料
      STORE_HOST: db   # 指定MySQL服務名，這裡是db
      STORE_USER: root
      STORE_PASSWORD: '123456'
      STORE_PORT: 3306
      STORE_DB: "dtm" # 指定DTM 資料庫名
    ports:
      - '36789:36789' # DTM HTTP 埠
      - '36790:36790' # DTM gRPC 埠
  dtmdemo.webapi:
    depends_on: ["dtm", "db"]
    image: ${DOCKER_REGISTRY-}dtmdemowebapi
    environment:
      ASPNETCORE_ENVIRONMENT: docker # 設定啟動環境為docker
    container_name: dtm-webapi-demo
    build:
      context: .
      dockerfile: DtmDemo.WebApi/Dockerfile
    ports:
      - '31293:80'   # 對映Demo:80埠到本地31293埠
      - '31294:443'	 # 對映Demo:443埠到本地31294埠

其中dtmdemo.webapi服務通過ASPNETCORE_ENVIRONMENT: docker 指定啟動環境為docker，因此需要在專案下新增appsettings.docker.json以設定應用引數：

{
  "ConnectionStrings": {
    "DtmDemoWebApiContext": "Server=db;port=3306;database=dtm_barrier;user id=root;password=123456;AllowLoadLocalInfile=true"
  },
  "TransferBaseURL": "http://dtmdemo.webapi/api/SagaDemo",
  "dtm": {
    "DtmUrl": "http://dtm:36789",
    "DtmTimeout": 10000,
    "BranchTimeout": 10000,
    "DBType": "mysql",
    "BarrierTableName": "dtm_barrier.barrier"
  }
}

另外db服務中通過volumes: ["./docker/mysql/scripts:/docker-entrypoint-initdb.d"]來掛載初始化指令碼，以建立DTM依賴的MySQL 儲存資料庫dtm和範例專案使用子事務屏障需要的barrier資料表。指令碼如下：

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS dtm
/*!40100 DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 */
;
drop table IF EXISTS dtm.trans_global;
CREATE TABLE if not EXISTS dtm.trans_global (
  `id` bigint(22) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `gid` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
  `trans_type` varchar(45) not null COMMENT 'transaction type: saga | xa | tcc | msg',
  `status` varchar(12) NOT NULL COMMENT 'tranaction status: prepared | submitted | aborting | finished | rollbacked',
  `query_prepared` varchar(1024) NOT NULL COMMENT 'url to check for msg|workflow',
  `protocol` varchar(45) not null comment 'protocol: http | grpc | json-rpc',
  `create_time` datetime DEFAULT NULL,
  `update_time` datetime DEFAULT NULL,
  `finish_time` datetime DEFAULT NULL,
  `rollback_time` datetime DEFAULT NULL,
  `options` varchar(1024) DEFAULT 'options for transaction like: TimeoutToFail, RequestTimeout',
  `custom_data` varchar(1024) DEFAULT '' COMMENT 'custom data for transaction',
  `next_cron_interval` int(11) default null comment 'next cron interval. for use of cron job',
  `next_cron_time` datetime default null comment 'next time to process this trans. for use of cron job',
  `owner` varchar(128) not null default '' comment 'who is locking this trans',
  `ext_data` TEXT comment 'result for this trans. currently used in workflow pattern',
  `result` varchar(1024) DEFAULT '' COMMENT 'rollback reason for transaction',
  `rollback_reason` varchar(1024) DEFAULT '' COMMENT 'rollback reason for transaction',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `gid` (`gid`),
  key `owner`(`owner`),
  key `status_next_cron_time` (`status`, `next_cron_time`) comment 'cron job will use this index to query trans'
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
drop table IF EXISTS dtm.trans_branch_op;
CREATE TABLE IF NOT EXISTS dtm.trans_branch_op (
  `id` bigint(22) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `gid` varchar(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
  `url` varchar(1024) NOT NULL COMMENT 'the url of this op',
  `data` TEXT COMMENT 'request body, depreceated',
  `bin_data` BLOB COMMENT 'request body',
  `branch_id` VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'transaction branch ID',
  `op` varchar(45) NOT NULL COMMENT 'transaction operation type like: action | compensate | try | confirm | cancel',
  `status` varchar(45) NOT NULL COMMENT 'transaction op status: prepared | succeed | failed',
  `finish_time` datetime DEFAULT NULL,
  `rollback_time` datetime DEFAULT NULL,
  `create_time` datetime DEFAULT NULL,
  `update_time` datetime DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `gid_uniq` (`gid`, `branch_id`, `op`)
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8mb4;
drop table IF EXISTS dtm.kv;
CREATE TABLE IF NOT EXISTS dtm.kv (
  `id` bigint(22) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `cat` varchar(45) NOT NULL COMMENT 'the category of this data',
  `k` varchar(128) NOT NULL,
  `v` TEXT,
  `version` bigint(22) default 1 COMMENT 'version of the value',
  create_time datetime default NULL,
  update_time datetime DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE key `uniq_k`(`cat`, `k`)
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8mb4;


create database if not exists dtm_barrier
/*!40100 DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 */
;
drop table if exists dtm_barrier.barrier;
create table if not exists dtm_barrier.barrier(
  id bigint(22) PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  trans_type varchar(45) default '',
  gid varchar(128) default '',
  branch_id varchar(128) default '',
  op varchar(45) default '',
  barrier_id varchar(45) default '',
  reason varchar(45) default '' comment 'the branch type who insert this record',
  create_time datetime DEFAULT now(),
  update_time datetime DEFAULT now(),
  key(create_time),
  key(update_time),
  UNIQUE key(gid, branch_id, op, barrier_id)
);

準備完畢，即可通過點選Visual Studio工具列的Docker Compose的啟動按鈕，啟動後可以在Containers視窗看到啟動了dtm-mysql、dtm-svc和dtm-webapi-demo三個容器，並在瀏覽器中開啟了 http://localhost:31293/swagger/index.html Swagger 網頁。該種方式啟動專案是支援斷點偵錯專案，如下圖所示：

通過BankAccouts控制器的POST介面，初始化使用者1和使用者2各100元。再通過SagaDemo控制器的/api/Transfer介面，進行Saga事務測試。

  1. 使用者1轉賬10元到使用者2

由於使用者1和使用者2已存在，且使用者1餘額足夠， 因此該筆轉賬合法因此會成功，其執行路徑為：轉出（成功）->轉入（成功）-> 事務完成，執行紀錄檔如下圖所示：

  1. 使用者3轉賬10元到使用者1

由於使用者3不存在，因此執行路徑為：轉出（失敗）->轉出補償（成功）->事務完成。從下圖的執行紀錄檔可以看出，轉出子事務失敗，還是會呼叫對應的轉出補償操作，但子事務屏障會過進行過濾，因此實際上並不會執行真正的轉出補償邏輯，其中紅線框住的部分就是證明。

  1. 使用者1轉賬10元到使用者3

由於使用者3不存在，因此執行路徑為：轉出（成功）->轉入（失敗）->轉入補償（成功）->轉出補償（成功）->事務完成。從下圖的執行紀錄檔可以看出，轉入子事務失敗，還是會呼叫對應的轉入補償操作，但子事務屏障會過進行過濾，因此實際上並不會執行真正的轉入補償邏輯，其中紅線框住的部分就是證明。

子事務屏障

在以上的範例中，重複提及子事務屏障，那子事務屏障具體是什麼，這裡有必要重點說明下。以上面使用者1轉賬10元到使用者3為例，整個事務流轉過程中，即轉出（成功）->轉入（失敗）->轉入補償（成功）->轉出補償（成功）->事務完成。
在提交事務之後，首先是全域性事務的落庫，主要由DTM 服務負責，主要包括兩張表：trans_global和trans_branch_op，DTM 依此進行子事務分支的協調。其中trans_global會插入一條全域性事務記錄，用於記錄全域性事務的狀態資訊，如下圖1所示。trans_branch_op表為trans_global的子表，記錄四條子事務分支資料，如下圖2所示：

具體的服務再接收到來自Dtm的子事務分支呼叫時，每次都會往子事務屏障表barrier中插入一條資料，如下圖所示。業務服務就是依賴此表來完成子事務的控制。

而子事務屏障的核心就是子事務屏障表唯一鍵的設計，以gid、branch_id、op和barrier_id為唯一索引，利用唯一索引，「以改代查」來避免競態條件。在跨行轉賬的Saga範例中，子事務分支的執行步驟如下所示：

  1. 開啟本地事務
  2. 對於當前操作op（action|compensate），使用inster ignore into barrier(trans_type, gid, branch_id, op, barrier_id, reason)向子事務屏障表插入一條資料，有幾種情況：
    1. 插入成功且影響條數大於0，則繼續向下執行。
    2. 插入成功但影響條數等於0，說明觸發唯一鍵約束，此時會進行空補償、懸掛和重複請求判斷，若是則直接返回，跳過後續子事務分支邏輯的執行。
  3. 第2步插入成功，則可以繼續執行子事務分支邏輯，執行業務資料表操作，結果分兩種請求
    1. 子事務成功，子事務屏障表操作和業務資料表操作由於共用同一個本地事務，提交本地事務，因此可實現強一致性，當前子事務分支完成。
    2. 子事務失敗，回滾本地事務

每個子事務分支通過以上步驟，即可實現下圖的效果：

小結

本文主要介紹了DTM的Saga模式的應用，基於DTM 首創的子事務屏障技術，使得開發者基於DTM 提供的SDK能夠輕鬆開發出更可靠的分散式應用，徹底將開發人員從網路異常的處理中解放出來，再也不用擔心空補償、防懸掛、冪等等分散式問題。如果要進行分散式事務框架的選型，DTM 將是不二之選。