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微服务面试题：分布式事务和服务监控

1. 分布式事务

分布式事务可以查看前面的分布式基础篇。

1.1 Seata 支持哪些模式的分布式事务？

Seata 以下几种模式的分布式事务：

1. AT（Atomikos）模式：AT 模式是 Seata 默认支持的模式，也是最常用的模式之一。在 AT 模式下，Seata 通过在业务代码中嵌入事务上下文，实现对分布式事务的管理。Seata 会拦截并解析业务代码中的 SQL 语句，通过对数据库连接进行拦截和代理，实现事务的管理和协调。

2. TCC（Try-Confirm-Cancel）模式：TCC 模式是一种基于补偿机制的分布式事务模式。在 TCC 模式中，业务逻辑需要实现 Try、Confirm 和 Cancel 三个阶段的操作。Seata 通过调用业务代码中的 Try、Confirm 和 Cancel 方法，并在每个阶段记录相关的操作日志，来实现分布式事务的一致性。

3. SAGA 模式：SAGA 模式是一种基于事件驱动的分布式事务模式。在 SAGA 模式中，每个服务都可以发布和订阅事件，通过事件的传递和处理来实现分布式事务的一致性。Seata 提供了与 SAGA 模式兼容的 Saga 框架，用于管理和协调分布式事务的各个阶段。

4. XA 模式：XA 模式是一种基于两阶段提交（Two-Phase Commit）协议的分布式事务模式。在 XA 模式中，Seata 通过与数据库的 XA 事务协议进行交互，实现对分布式事务的管理和协调。XA 模式需要数据库本身支持 XA 事务，并且需要在应用程序中配置相应的 XA 数据源。

1.2 了解 Seata 的实现原理吗？

Seata 的实现原理主要包括三个核心组件：事务协调器（Transaction Coordinator）、事务管理器（Transaction Manager）和资源管理器（Resource Manager）。

• 事务协调器（Transaction Coordinator）：事务协调器负责协调和管理分布式事务的整个过程。它接收事务的开始和结束请求，并根据事务的状态进行协调和处理。事务协调器还负责记录和管理事务的全局事务 ID（Global Transaction ID）和分支事务 ID（Branch Transaction ID）。
• 事务管理器（Transaction Manager）：事务管理器负责全局事务的管理和控制。它协调各个分支事务的提交或回滚，并保证分布式事务的一致性和隔离性。事务管理器还负责与事务协调器进行通信，并将事务的状态变更进行持久化。
• 资源管理器（Resource Manager）：资源管理器负责管理和控制各个参与者（Participant）的事务操作。它与事务管理器进行通信，并根据事务管理器的指令执行相应的事务操作，包括提交和回滚。

Seata 的实现原理基于两阶段提交（Two-Phase Commit）协议，具体的机制如下：

1. 一阶段：在事务提交的过程中，首先进行预提交阶段。事务协调器向各个资源管理器发送预提交请求，资源管理器执行相应的事务操作并返回执行结果。在此阶段，业务数据和回滚日志记录在同一个本地事务中提交，并释放本地锁和连接资源。
2. 二阶段：在预提交阶段成功后，进入真正的提交阶段。此阶段主要包括提交异步化和回滚反向补偿两个步骤：

• 提交异步化：事务协调器发出真正的提交请求，各个资源管理器执行最终的提交操作。这个阶段的操作是非常快速的，以确保事务的提交效率。
• 回滚反向补偿：如果在预提交阶段中有任何一个资源管理器返回失败结果，事务协调器发出回滚请求，各个资源管理器执行回滚操作，利用一阶段的回滚日志进行反向补偿。

1.3 Seata 的事务执行流程是什么样的？

Seata 事务的执行流程可以简要概括为以下几个步骤：

1. 事务发起方（Transaction Starter）发起全局事务：事务发起方是指发起分布式事务的应用程序或服务。它向 Seata 的事务协调器发送全局事务的开始请求，生成全局事务 ID（Global Transaction ID）。
2. 事务协调器创建全局事务记录：事务协调器接收到全局事务的开始请求后，会为该事务创建相应的全局事务记录，并生成分支事务 ID（Branch Transaction ID）。
3. 分支事务注册：事务发起方将全局事务 ID 和分支事务 ID 发送给各个参与者（Participant），即资源管理器。参与者将分支事务 ID 注册到本地事务管理器，并将事务的执行结果反馈给事务协调器。
4. 执行业务逻辑：在分布式事务的上下文中，各个参与者执行各自的本地事务，即执行业务逻辑和数据库操作。
5. 预提交阶段：事务发起方向事务协调器发送预提交请求，事务协调器将预提交请求发送给各个参与者。
6. 执行本地事务确认：参与者接收到预提交请求后，执行本地事务的确认操作，并将本地事务的执行结果反馈给事务协调器。
7. 全局事务提交或回滚：事务协调器根据参与者反馈的结果进行判断，如果所有参与者的本地事务都执行成功，事务协调器发送真正的提交请求给参与者，参与者执行最终的提交操作；如果有任何一个参与者的本地事务执行失败，事务协调器发送回滚请求给参与者，参与者执行回滚操作。
8. 完成全局事务：事务协调器接收到参与者的提交或回滚结果后，根据结果更新全局事务的状态，并通知事务发起方全局事务的最终结果。

1.4 全局事务 ID 和分支事务 ID 是怎么传递的？

全局事务 ID 和分支事务 ID 在分布式事务中通过上下文传递的方式进行传递。常见的传递方式包括参数传递、线程上下文传递和消息中间件传递。具体的传递方式可以根据业务场景和技术选型进行选择和调整。

1.5 Seata 的事务回滚是怎么实现的？

Seata 的事务回滚是通过回滚日志实现的。每个参与者在执行本地事务期间生成回滚日志，记录了对数据的修改操作。

当需要回滚事务时，事务协调器向参与者发送回滚请求，参与者根据回滚日志中的信息执行撤销操作，将数据恢复到事务开始前的状态。

回滚日志的管理和存储是 Seata 的核心机制，可以选择将日志存储在不同的介质中。通过回滚日志的持久化和恢复，Seata 确保了事务的一致性和恢复性。

2. 服务监控

2.1 你们的服务怎么做监控和告警？

我们使用 Prometheus 和 Grafana 来实现整个微服务集群的监控和告警：

1. Prometheus：Prometheus 是一个开源的监控系统，具有灵活的数据模型和强大的查询语言，能够收集和存储时间序列数据。它可以通过 HTTP 协议定期拉取微服务的指标数据，并提供可扩展的存储和查询功能。
2. Grafana：Grafana 是一个开源的可视化仪表板工具，可以与 Prometheus 结合使用，创建实时和历史数据的仪表板。Grafana 提供了丰富的图表和可视化选项，可以帮助用户更好地理解和分析微服务的性能和状态。

2.2 你们的服务怎么做日志收集？

日志收集有很多种方案，我们用的是ELK：

• Elasticsearch：Elasticsearch 是一个分布式搜索和分析引擎，用于存储和索引大量的日志数据。它提供了快速的搜索和聚合功能，可以高效地处理大规模的日志数据。
• Logstash：Logstash 是一个用于收集、过滤和转发日志数据的工具。它可以从各种来源（如文件、网络、消息队列等）收集日志数据，并对数据进行处理和转换，然后将其发送到 Elasticsearch 进行存储和索引。
• Kibana：Kibana 是一个用于日志数据可视化和分析的工具。它提供了丰富的图表、仪表盘和搜索功能，可以帮助用户实时监控和分析日志数据，发现潜在的问题和趋势。

简单说，这三者里Elasticsearch提供数据存储和检索能力，Logstash负责将日志收集到 ES，Kibana负责日志数据的可视化分析。

使用 ELK 进行微服务日志收集的一般流程如下：

1. 在每个微服务中配置日志输出：将微服务的日志输出到标准输出（stdout）或日志文件。
2. 使用 Logstash 收集日志：配置 Logstash 收集器，通过配置输入插件（如文件输入、网络输入等）监听微服务的日志输出，并进行过滤和处理。
3. 将日志数据发送到 Elasticsearch：配置 Logstash 的输出插件，将经过处理的日志数据发送到 Elasticsearch 进行存储和索引。
4. 使用 Kibana 进行可视化和分析：通过 Kibana 连接到 Elasticsearch，创建仪表盘、图表和搜索查询，实时监控和分析微服务的日志数据。

除了应用最广泛的 ELK，还有一些其它的方案比如Fluentd、Graylog、Loki、Filebeat，一些云厂商也提供了付费方案，比如阿里云的sls。