Seata的Undo Log存储机制是什么？

Seata的Undo Log（回滚日志） 是其AT（Auto Transaction）模式实现分布式事务回滚的核心机制，通过记录数据变更前的快照（before image）和变更后的状态（after image），支持分支事务的回滚操作。以下是其存储机制的详细解析：

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Undo Log的核心设计

1. 存储位置

• 与业务数据同库：每个分支事务的Undo Log存储在业务数据库的单独表中（默认表名为undo_log），与业务数据共用同一个本地事务，确保原子性。
• 隔离性保障：通过业务SQL和Undo Log在同一个本地事务中写入，实现"业务操作+日志记录"的原子提交。

2. 表结构设计

undo_log表包含关键字段：

CREATE TABLE undo_log (id            BIGINT(20)   AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,branch_id     BIGINT(20)   NOT NULL,      -- 分支事务IDxid           VARCHAR(100) NOT NULL,      -- 全局事务IDcontext       VARCHAR(128) NOT NULL,      -- 上下文信息（如序列化格式）rollback_info LONGBLOB     NOT NULL,      -- 回滚信息（压缩后的二进制数据）log_status    INT(11)      NOT NULL,      -- 日志状态（0-正常，1-已删除）log_created   DATETIME     NOT NULL,      -- 创建时间log_modified  DATETIME     NOT NULL,      -- 修改时间UNIQUE KEY ux_undo_log (xid, branch_id)   -- 唯一索引
);

3. 日志内容（rollback_info）

采用自定义二进制格式存储，包含：

• Before Image：SQL更新前的数据快照（用于回滚恢复）。
• After Image：SQL更新后的数据状态（用于脏写校验）。
• SQL类型（INSERT/UPDATE/DELETE）。
• 表元数据（表名、列信息）。

示例：更新操作UPDATE product SET stock=90 WHERE id=1的Undo Log

• Before Image: {id:1, stock:100}
• After Image: {id:1, stock:90}

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Undo Log的生命周期

1. 写入阶段（事务开启）

2. 回滚阶段（全局事务失败）

3. 清理阶段（全局事务提交后）

• 异步删除：TC通知提交成功后，RM异步删除对应的Undo Log。
• 定时清理：内置线程定期扫描删除状态为log_status=1（已删除）的过期日志。

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关键技术细节

1. 数据序列化

• 支持多种序列化协议：默认使用Kryo，可选FST、Hessian等。
• 压缩存储：对rollback_info字段使用ZIP压缩，减少磁盘占用。

2. 脏写检测（关键安全机制）

在回滚前执行：

SELECT stock FROM product WHERE id=1; -- 当前数据库值

• 正常情况：当前值 = After Image（stock=90）→ 执行回滚。
• 脏写发生：当前值 ≠ After Image（如其他事务修改为stock=80）→ 中止回滚并告警。

3. 逆向SQL生成逻辑

原SQL类型	逆向SQL生成规则	示例
INSERT	生成DELETE语句	DELETE FROM product WHERE id=1
DELETE	生成INSERT语句（用Before Image）	INSERT INTO product(id,stock) VALUES(1,100)
UPDATE	生成UPDATE回退到Before Image	UPDATE product SET stock=100 WHERE id=1

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设计优势与挑战

优势

1. 原子性保证：业务数据与Undo Log同库同事务写入，避免单点故障。
2. 高效回滚：直接解析Undo Log生成逆向SQL，无需扫描全量日志。
3. 轻量无侵入：对业务代码透明，仅需代理DataSource。

挑战与规避

问题	解决方案
日志膨胀	异步删除 + 定期清理机制
主键冲突（INSERT回滚）	使用Before Image中的完整数据生成INSERT
高并发写入竞争	分支事务串行化（TC全局锁协调）
跨数据库兼容性	抽象SQL模板（不同数据库方言动态适配）

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生产实践建议

1. 表结构优化：
   • 对undo_log表分区（按log_created时间）提升查询效率。
   • 使用SSD存储降低日志读写延迟。
2. 参数调优：

   # 调整日志批量删除大小（默认1000）
   client.undo.log.batch.delete.size=2000
   # 缩短日志保留时间（默认7天）
   client.log.exception.retry.period=259200000 # 3天
   

3. 监控重点：
   • Undo Log表大小增长趋势。
   • 回滚操作耗时（检测脏写频率）。
   • 异步删除线程堆积情况。

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总结：Undo Log的核心价值

Seata通过Undo Log实现了分布式事务的回滚能力，其设计精髓在于：

1. 与业务数据同库存储 → 利用本地事务保证日志与业务的原子性。
2. 前后镜像完整记录 → 支持精确逆向数据恢复。
3. 异步清理机制 → 平衡性能与存储开销。

这一机制虽牺牲了部分存储空间，但换来了分布式事务的高可用性与数据最终一致性，是AT模式能在生产环境广泛应用的关键基石。