面试题：微服务架构里Spring Cloud Seata如何应对高并发下的分布式事务问题

Question

假设在一个高并发的微服务系统中，使用Spring Cloud Seata管理分布式事务。描述Seata在这种情况下可能面临的挑战，如事务冲突、性能瓶颈等，并说明Seata是通过哪些机制来应对这些问题的。

Answer 1

Seata在高并发微服务系统中面临的挑战及应对机制

1. 事务冲突
   • 挑战：在高并发场景下，多个事务可能同时尝试修改同一资源，从而引发事务冲突，导致部分事务回滚，影响系统的可用性和性能。例如，两个并发事务都要对同一商品库存进行扣减操作。
   • 应对机制：Seata采用全局锁机制来应对事务冲突。在业务数据被更新前，Seata会先获取该数据的全局锁。如果同一数据有多个事务竞争，只有获取到全局锁的事务才能继续执行，其他事务进入等待状态。当持有全局锁的事务提交或回滚后，等待的事务才有机会获取锁并继续执行，以此避免事务冲突。
2. 性能瓶颈
   • 挑战：分布式事务涉及多个服务间的协调与通信，高并发时频繁的网络交互和事务协调操作可能导致性能瓶颈。比如，在一个包含多个微服务调用的复杂业务流程中，Seata需要协调各服务的事务分支，大量的通信开销和事务状态管理操作会影响系统响应时间和吞吐量。
   • 应对机制
     • 异步化：Seata支持将部分事务操作异步化处理。例如，在一些非关键路径的事务操作上，可以采用异步方式执行，减少对主业务流程的阻塞，提高系统的整体吞吐量。
     • 优化网络通信：通过优化网络通信协议和连接管理，减少网络延迟和带宽消耗。Seata采用了一些高效的通信机制，如Netty框架进行网络通信，提高通信效率。
     • 负载均衡：在分布式环境中，Seata Server可以进行集群部署，并通过负载均衡器将事务请求均匀分配到各个Server节点上，避免单个节点因高并发请求而出现性能瓶颈。
3. 事务悬挂
   • 挑战：在高并发及复杂的微服务调用链路中，可能出现事务悬挂问题。即分支事务的执行顺序与预期不符，导致部分事务长时间处于等待状态，影响系统正常运行。例如，在一个分布式订单系统中，订单创建事务分支先执行了订单支付的回滚操作，而此时订单支付事务分支还未执行，就会出现事务悬挂。
   • 应对机制：Seata通过对事务分支的状态管理和执行顺序控制来解决事务悬挂问题。Seata记录每个事务分支的状态和执行顺序，当检测到可能出现事务悬挂的情况时，根据预先设定的规则进行处理，如拒绝非法的事务分支操作，确保事务按正确顺序执行。
4. 数据一致性保证
   • 挑战：在高并发分布式事务中，要确保各个服务的数据最终一致性是一个难题。由于网络延迟、节点故障等原因，可能导致部分事务分支提交成功，而部分失败，从而破坏数据一致性。
   • 应对机制：Seata使用两阶段提交（2PC）和三阶段提交（3PC）等协议来保证数据一致性。在2PC模式下，Seata的TC（Transaction Coordinator）协调者会先向所有的RM（Resource Manager）发起预提交请求，确认所有RM都可以提交事务后，再发起正式提交请求。如果有任何一个RM预提交失败，TC会通知所有RM进行回滚。3PC在2PC基础上增加了一个预询问阶段，进一步减少了因单点故障导致的数据不一致问题，提高了数据一致性的保障程度。