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09 分布式事务：如何使用强一致性事务与柔性事务？
你好，欢迎进入第 09 课时的学习。今天，我们将介绍一个分布式环境下的重要主题，即分布式事务。在介绍 ShardingSphere 中的具体应用方式之前，我们有必要对分布式事务的基本概念做简要介绍。
如何理解分布式事务？
在传统的关系型数据库中，事务是一个标准组件，几乎所有成熟的关系型数据库都提供了对本地事务的原生支持。本地事务提供了 ACID 事务特性。基于本地事务，为了保证数据的一致性，我们先开启一个事务后，才可以执行数据操作，最后提交或回滚就可以了。更进一步，借助于 Spring 等集成化框架，开发人员只需关注引起数据改变的业务即可。
但在分布式环境下，事情就会变得比较复杂。假设系统中存在多个独立的数据库，为了确保数据在这些独立的数据库中保持一致，我们需要把这些数据库纳入同一个事务中。这时本地事务就无能为力了，我们需要使用分布式事务。
业界关于如何实现分布式事务也有一些通用的实现机制，例如支持两阶段提交的 XA 协议以及以 Saga 为代表的柔性事务。针对不同的实现机制，也存在一些供应商和开发工具。因为这些开发工具在使用方式上和实现原理上都有较大的差异性，所以开发人员的一大诉求在于，希望能有一套统一的解决方案能够屏蔽这些差异。同时，我们也希望这种解决方案能够提供友好的系统集成性。
ShardingSphere 作为一款分布式数据库中间件，势必要考虑分布式事务的实现方案。而在设计上，ShardingSphere 从一开始就充分考虑到了开发人员的这些诉求，接下来让我们一起来看一下。
ShardingSphere 中的分布式事务
在 ShardingSphere 中，除本地事务之外，还提供针对分布式事务的两种实现方案，分别是 XA 事务和柔性事务。这点可以从事务类型枚举值 TransactionType 中得到验证：
public enum TransactionType { LOCAL, XA, BASE }
XA 事务
XA 事务提供基于两阶段提交协议的实现机制。所谓两阶段提交，顾名思义分成两个阶段，一个是准备阶段，一个是执行阶段。在准备阶段中，协调者发起一个提议，分别询问各参与者是否接受。在执行阶段，协调者根据参与者的反馈，提交或终止事务。如果参与者全部同意则提交，只要有一个参与者不同意就终止。
两阶段提交示意图
目前，业界在实现 XA 事务时也存在一些主流工具库，包括 Atomikos、Narayana 和 Bitronix。ShardingSphere 对这三种工具库都进行了集成，并默认使用 Atomikos 来完成两阶段提交。
BASE 事务
XA 事务是典型的强一致性事务，也就是完全遵循事务的 ACID 设计原则。与 XA 事务这种“刚性”不同，柔性事务则遵循 BASE 设计理论，追求的是最终一致性。这里的 BASE 来自基本可用（Basically Available）、软状态（Soft State）和最终一致性（Eventual Consistency）这三个概念。
关于如何实现基于 BASE 原则的柔性事务，业界也存在一些优秀的框架，例如阿里巴巴提供的 Seata。ShardingSphere 内部也集成了对 Seata 的支持。当然，我们也可以根据需要，集成其他分布式事务类开源框架，并基于微内核架构嵌入到 ShardingSphere 运行时环境中。
介绍完理论知识之后，接下来让我们分别使用 XA 事务和 BASE 事务来实现分布式环境下的数据一致性。
使用 XA 事务
在 Spring 应用程序中添加对 XA 事务的支持相对简单，无论是 Spring 框架，还是 ShardingSphere 自身，都为我们提供了低成本的开发机制。
开发环境准备
要想使用 XA 事务，我们首先要在 pom 文件中添加 sharding-jdbc-core 和 sharding-transaction-xa-core 这两个依赖：
org.apache.shardingsphere sharding-jdbc-core org.apache.shardingsphere sharding-transaction-xa-core在今天的案例中，我们将演示如何在分库环境下实现分布式事务，因此我们需要在 Spring Boot 中创建一个 .properties 文件，并包含分库需要的所有配置项信息：
spring.shardingsphere.datasource.names=ds0,ds1 spring.shardingsphere.datasource.ds0.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource spring.shardingsphere.datasource.ds0.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver spring.shardingsphere.datasource.ds0.jdbc-url=jdbc:mysql://localhost:3306/ds0 spring.shardingsphere.datasource.ds0.username=root spring.shardingsphere.datasource.ds0.password=root spring.shardingsphere.datasource.ds0.autoCommit: false spring.shardingsphere.datasource.ds1.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource spring.shardingsphere.datasource.ds1.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver spring.shardingsphere.datasource.ds1.jdbc-url=jdbc:mysql://localhost:3306/ds1 spring.shardingsphere.datasource.ds1.username=root spring.shardingsphere.datasource.ds1.password=root spring.shardingsphere.datasource.ds0.autoCommit: false spring.shardingsphere.sharding.default-database-strategy.inline.sharding-column=user_id spring.shardingsphere.sharding.default-database-strategy.inline.algorithm-expression=ds$->{user_id % 2} spring.shardingsphere.sharding.binding-tables=health_record,health_task spring.shardingsphere.sharding.broadcast-tables=health_level spring.shardingsphere.sharding.tables.health_record.actual-data-nodes=ds$->{0..1}.health_record spring.shardingsphere.sharding.tables.health_record.key-generator.column=record_id spring.shardingsphere.sharding.tables.health_record.key-generator.type=SNOWFLAKE spring.shardingsphere.sharding.tables.health_record.key-generator.props.worker.id=33 spring.shardingsphere.sharding.tables.health_task.actual-data-nodes=ds$->{0..1}.health_task spring.shardingsphere.sharding.tables.health_task.key-generator.column=task_id spring.shardingsphere.sharding.tables.health_task.key-generator.type=SNOWFLAKE spring.shardingsphere.sharding.tables.health_task.key-generator.props.worker.id=33 spring.shardingsphere.props.sql.show=true
实现 XA 事务
通过分库配置，我们将获取 SQL 执行的目标 DataSource。由于我们使用 Spring 框架而不是使用原生的 JDBC 进行事务管理，所以需要将 DataSource 与 Spring 中的事务管理器 PlatformTransactionManager 关联起来。
另一方面，为了更好地集成 ShardingSphere 中的分布式事务支持，我们可以通过 Spring 框架提供的 JdbcTemplate 模板类来简化 SQL 的执行过程。一种常见的做法是创建一个事务配置类来初始化所需的 PlatformTransactionManager 和 JdbcTemplate 对象：
@Configuration @EnableTransactionManagement public class TransactionConfiguration {
@Bean
public PlatformTransactionManager txManager(final DataSource dataSource) {
return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
}
@Bean
public JdbcTemplate jdbcTemplate(final DataSource dataSource) {
return new JdbcTemplate(dataSource);
}
}
一旦初始化了 JdbcTemplate，就可以在业务代码中注入这个模板类来执行各种 SQL 操作，常见的做法是传入一个 PreparedStatementCallback，并在这个回调中执行各种具体的 SQL：
@Autowired JdbcTemplate jdbcTemplate; jdbcTemplate.execute(SQL, (PreparedStatementCallback