Seata AT 模式无锁化两阶段提交原理

微服务拆库后，本地 ACID 无法覆盖跨服务写操作。Seata AT 模式以 DataSource 代理 + UndoLog 实现业务低侵入的分布式事务。本篇聚焦 AT 内核：TC/TM/RM、两阶段、全局锁与脏写检测。

一、三大角色

角色	全称	职责
TM	Transaction Manager	开启/提交/回滚全局事务（通常是发起方服务）
RM	Resource Manager	管理分支事务、注册分支、上报状态、执行二阶段
TC	Transaction Coordinator	Seata Server：存全局/分支状态，驱动二阶段

全局事务 ID：XID。分支事务 ID：branchId。跨服务调用需把 XID 写入 RPC 上下文（Seata 对 Feign/Dubbo 有拦截器自动透传）。

二、AT 模式本质

AT = 自动补偿的改进 2PC：

一阶段：本地事务直接提交业务数据 + UndoLog（不是传统 2PC 一直悬着 XA）。
二阶段成功：异步删 UndoLog，几乎无业务开销。
二阶段失败：用 Before Image 生成反向 SQL 补偿。

代价：依赖关系型数据库、可解析 SQL、主键/唯一键清晰；隔离靠全局锁补强。

三、一阶段：执行业务并提交本地事务

DataSourceProxy / ConnectionProxy 拦截 JDBC：

关键步骤拆解

SQL 解析：识别表、条件、更新列（支持常见 DML；复杂 SQL 可能解析失败）。
Before Image：按主键把变更前行数据查出来。
执行业务 SQL。
After Image：再查变更后镜像。
向 TC 注册分支并抢全局锁（按行主键维度）。
本地原子提交：业务行变更 + undo_log 同事务 commit。

undo_log 典型字段语义：

字段	含义
`xid` / `branch_id`	关联全局与分支
`rollback_info`	序列化的前后镜像与元数据
`log_status`	正常 / 防悬挂等状态
`log_created`	清理与排查用

一阶段结束时：本地数据已对其他非全局事务可见（读已提交视角），但其他 AT 事务写同行为被全局锁挡住。

四、二阶段：提交 vs 回滚

1. 全局提交（快乐路径）

TM commit → TC 记 Global Committed → 异步通知 RM 删 undo_log、释全局锁

业务数据一阶段已落地，二阶段不必再改业务行，故 AT 提交极快。

2. 全局回滚

脏写判定：

\text{安全回滚} \iff \text{Current Image} = \text{After Image}

若中途有未走 Seata 的 SQL 改了同行，Current ≠ After，自动回滚会覆盖第三方写入 → Seata 拒绝自动回滚并告警。

五、双层锁：本地锁 + 全局锁

锁	持有者	生命周期	作用
本地行锁	DB（InnoDB X 锁）	仅一阶段本地事务内	保护本地提交原子性
全局锁	TC 内存/存储	全局事务结束前	防止其他 AT 事务交叉写

写写冲突时序

事务 A 一阶段拿到行 R 的全局锁并本地 commit。
事务 B 也要改 R：本地可执行 SQL，但提交前申请全局锁失败。
B 进入全局锁重试等待（可配重试次数与间隔）；等待期间可能长时间占着本地锁 → 注意超时与热点行。
A 全局提交/回滚后释放全局锁，B 才能继续。

与隔离级别

AT 默认近似 读未提交/读已提交 混合观感：一阶段已提交对普通读可见。
若要全局读已提交，可对查询加 @GlobalLock 或 SELECT FOR UPDATE 走代理校验全局锁（有性能成本）。

六、UndoLog 与回滚 SQL 生成

回滚不是简单“反向业务 API”，而是根据镜像生成：

UPDATE 回滚：SET col=before WHERE pk=? AND col=after...（带后镜像条件做乐观校验）
INSERT 回滚：DELETE WHERE pk=?
DELETE 回滚：INSERT 回补 Before Image

这也解释了为何表需要主键、为何禁止无主键大更新。

七、性能与可用性要点

TC 集群 + 共享存储（DB/Redis/Raft 模式按版本选型），禁止单机 TC 无持久化上生产。
undo_log 表与业务库同库（同库同事务提交）；定期清理残留（正常由二阶段删）。
热点商品行全局锁竞争会放大 RT，考虑库存分段、TCC、或最终一致性。
跨服务必须传 XID，否则下游变本地事务，全局回滚管不到。
超时：全局事务超时后 TC 会驱动回滚；业务要能接受补偿窗口。

八、与 XA / TCC 内核对比（精简）

	AT	XA	TCC
一阶段	本地已提交 + UndoLog	分支 prepare 未提交	Try 预留资源
二阶段成功	删日志	commit	Confirm
二阶段失败	镜像补偿	rollback	Cancel
侵入	低	低（但资源占用高）	高
长事务	全局锁压力	连接/锁占用严重	设计得好更合适

九、总结

AT 内核 = 代理数据源 + 前后镜像 + 全局锁 + 二阶段异步清理/补偿。
提交快在“一阶段已落地”；安全在“脏写检测 + 全局锁”。
用 AT 前先确认：SQL 可解析、有主键、能接受全局锁语义。

落地注解、TCC 对照与避坑清单见 Seata 全解。