分布式事務(wù)中常見的三種解決方案

(一)、基于可靠消息的最終一致性方案概述



· 實現(xiàn):業(yè)務(wù)處理服務(wù)在業(yè)務(wù)事務(wù)提交之前,向?qū)崟r消息服務(wù)請求發(fā)送消息你弦,實時消息服務(wù)只記錄消息數(shù)據(jù),而不是真正的發(fā)送燎孟。業(yè)務(wù)處理服務(wù)在業(yè)務(wù)事務(wù)提交之后禽作,向?qū)崟r消息服務(wù)確認發(fā)送。只有在得到確認發(fā)送指令后揩页,實時消息服務(wù)才會真正發(fā)送旷偿。
· 消息:業(yè)務(wù)處理服務(wù)在業(yè)務(wù)事務(wù)回滾后,向?qū)崟r消息服務(wù)取消發(fā)送爆侣。消息發(fā)送狀態(tài)確認系統(tǒng)定期找到未確認發(fā)送或者回滾發(fā)送的消息绎秒,向業(yè)務(wù)處理服務(wù)詢問消息狀態(tài)豌注,業(yè)務(wù)處理服務(wù)根據(jù)消息ID或者消息內(nèi)容確認該消息是否有效赶熟。被動方的處理結(jié)果不會影響主動方的處理結(jié)果倦踢,被動方的消息處理操作是冪等操作。
· 成本:可靠的消息系統(tǒng)建設(shè)成本斋陪,一次消息發(fā)送需要兩次請求朽褪,業(yè)務(wù)處理服務(wù)需要實現(xiàn)消息狀態(tài)回查接口。
· 優(yōu)點:消息數(shù)據(jù)獨立存儲无虚,獨立伸縮缔赠,降低業(yè)務(wù)系統(tǒng)和消息系統(tǒng)之間的耦合。對最終一致性時間敏感度較高友题,降低業(yè)務(wù)被動方的實現(xiàn)成本嗤堰。兼容所有實現(xiàn)JMS標準的MQ中間件,確保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可靠的前提下度宦,實現(xiàn)業(yè)務(wù)的最終一致性踢匣,理想狀態(tài)下是準實時的一致性。

(二)戈抄、TCC事務(wù)補償型方案



· 實現(xiàn):一個完整的業(yè)務(wù)活動由一個主業(yè)務(wù)服務(wù)于若干的從業(yè)務(wù)服務(wù)組成离唬。主業(yè)務(wù)服務(wù)負責發(fā)起并完成整個業(yè)務(wù)活動。從業(yè)務(wù)服務(wù)提供TCC型業(yè)務(wù)操作划鸽。業(yè)務(wù)活動管理器控制業(yè)務(wù)活動的一致性输莺,它登記業(yè)務(wù)活動的操作戚哎,并在業(yè)務(wù)活動提交時確認所有的TCC型操作的Confirm操作,在業(yè)務(wù)活動取消時調(diào)用所有TCC型操作的Cancel操作嫂用。
· 成本:實現(xiàn)TCC操作的成本較高型凳,業(yè)務(wù)活動結(jié)束的時候Confirm和Cancel操作的執(zhí)行成本。業(yè)務(wù)活動的日志成本嘱函。
· 使用范圍:強隔離性甘畅,嚴格一致性要求的業(yè)務(wù)活動。適用于執(zhí)行時間較短的業(yè)務(wù)往弓,比如處理賬戶或者收費等等疏唾。
· 特點:不與具體的服務(wù)框架耦合,位于業(yè)務(wù)服務(wù)層亮航,而不是資源層荸实,可以靈活的選擇業(yè)務(wù)資源的鎖定粒度匀们。TCC里對每個服務(wù)資源操作的是本地事務(wù)缴淋,數(shù)據(jù)被鎖住的時間短,可擴展性好泄朴,可以說是為獨立部署的SOA服務(wù)而設(shè)計的重抖。

(三)、最大努力通知型



· 實現(xiàn):業(yè)務(wù)活動的主動方在完成處理之后向業(yè)務(wù)活動的被動方發(fā)送消息祖灰,允許消息丟失钟沛。業(yè)務(wù)活動的被動方根據(jù)定時策略,向業(yè)務(wù)活動的主動方查詢局扶,恢復丟失的業(yè)務(wù)消息恨统。
· 約束:被動方的處理結(jié)果不影響主動方的處理結(jié)果。
· 成本:業(yè)務(wù)查詢與校對系統(tǒng)的建設(shè)成本三妈。
· 使用范圍:對業(yè)務(wù)最終一致性的時間敏感度低畜埋。跨企業(yè)的業(yè)務(wù)活動畴蒲。
· 特點:業(yè)務(wù)活動的主動方在完成業(yè)務(wù)處理之后悠鞍,向業(yè)務(wù)活動的被動方發(fā)送通知消息。主動方可以設(shè)置時間階梯通知規(guī)則模燥,在通知失敗后按規(guī)則重復通知咖祭,知道通知N次后不再通知。主動方提供校對查詢接口給被動方按需校對查詢蔫骂,用戶恢復丟失的業(yè)務(wù)消息么翰。
· 適用范圍:銀行通知,商戶通知辽旋。
三浩嫌、基于可靠消息的最終一致性方案詳解
(一)、消息發(fā)送一致性
消息中間件在分布式系統(tǒng)中的核心作用就是異步通訊、應(yīng)用解耦和并發(fā)緩沖(也叫作流量削峰)固该。在分布式環(huán)境下锅减,需要通過網(wǎng)絡(luò)進行通訊,就引入了數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟淮_定性伐坏,也就是CAP理論中的分區(qū)容錯性怔匣。



消息發(fā)送一致性是指產(chǎn)生消息的業(yè)務(wù)動作與消息發(fā)送一致,也就是說如果業(yè)務(wù)操作成功桦沉,那么由這個業(yè)務(wù)操作所產(chǎn)生的消息一定要發(fā)送出去每瞒,否則就丟失。

在上面的情況中纯露,如果業(yè)務(wù)操作成功剿骨,執(zhí)行的消息發(fā)送之前應(yīng)用發(fā)生故障,消息發(fā)送不出去埠褪,導致消息丟失浓利,將會產(chǎn)生訂單系統(tǒng)與會計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不一致。如果消息系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)異常钞速,也會導致消息發(fā)送不出去贷掖,也會造成數(shù)據(jù)不一致。
如何知道 消息是否被接收 而不是丟失呢



如果將上面的兩個操作調(diào)換一下順序渴语,這種情況就會更加不可控了苹威,消息發(fā)出去了業(yè)務(wù)訂單可能會失敗,會造成訂單系統(tǒng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不一致驾凶。那么JMS標準中的XA協(xié)議是否可以保障發(fā)送的一致性牙甫?
· JMS協(xié)議標準的API中,有很多以XA開頭的接口调违,其實就是前面講到的支持XA協(xié)議(基于兩階段提交協(xié)議)的全局事務(wù)型接口窟哺。

· JMS中的XA系列的接口可以提供分布式事務(wù)的支持。但是引用XA方式的分布式事務(wù)翰萨,就會帶來很多局限性脏答。
· 要求業(yè)務(wù)操作的資源必須支持XA協(xié)議,但是并不是所有的資源都支持XA協(xié)議亩鬼。
· 兩階段提交協(xié)議的成本殖告。
· 持久化成本等DTP模型的局限性,例如:全局鎖定雳锋、成本高黄绩、性能低。
· 使用XA協(xié)議違背了柔性事務(wù)的初衷玷过。

(二)爽丹、保證消息一致的變通做法


  1. 發(fā)送消息:主動方現(xiàn)將應(yīng)用把消息發(fā)給消息中間件筑煮,消息狀態(tài)標記為“待確認”狀態(tài)。
  2. 消息中間件收到消息后粤蝎,把消息持久化到消息存儲中真仲,但是并不影響被動方投遞消息。
  3. 消息中間件返回消息持久化結(jié)果初澎,主動方根據(jù)返回的結(jié)果進行判斷如何進行業(yè)務(wù)操作處理:
    a. 失斀沼Α:放棄執(zhí)行業(yè)務(wù)操作處理,結(jié)束碑宴,必要時向上層返回處理結(jié)果软啼。
    b.成功:執(zhí)行業(yè)務(wù)操作處理。
  4. 業(yè)務(wù)操作完成后延柠,把業(yè)務(wù)操作結(jié)果返回給消息中間件祸挪。
  5. 消息中間件收到業(yè)務(wù)操作結(jié)構(gòu)后,根據(jù)業(yè)務(wù)結(jié)果進行處理:
    a. 失斦昙洹:刪除消息存儲中的消息贿条,結(jié)束。
    b. 成功:更新消息存儲中的消息狀態(tài)為“待發(fā)送”榜跌,然后執(zhí)行消息投遞闪唆。
  6. 前面的正向流程都成功之后盅粪,向被動方應(yīng)用投遞消息钓葫。但是在上面的處理流程中,任何一個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)問題票顾。

(三)础浮、常規(guī)MQ消息處理流程和特點
· 常規(guī)的MQ隊列處理流程無法實現(xiàn)消息的一致性。



· 投遞消息的本質(zhì)就是消息消費奠骄,可以細化豆同。

(四)、消息重復發(fā)送問題和業(yè)務(wù)接口冪等性設(shè)計



對于未確認的消息含鳞,采用按規(guī)則重新投遞的方式進行處理影锈。
對于以上流程,消息重復發(fā)送會導致業(yè)務(wù)處理接口出現(xiàn)重復調(diào)用的問題蝉绷。
消息消費過程中消息重復發(fā)送的主要原因就是消費者成功接收處理完消息后鸭廷,消息中間件沒有及時更新投遞狀態(tài)導致的。
如果允許消息重復發(fā)送熔吗,那么消費方應(yīng)該實現(xiàn)業(yè)務(wù)接口的冪等性設(shè)計辆床。

(五)、本地消息服務(wù)方案



· 實現(xiàn)思路:
主動方應(yīng)用系統(tǒng)通過業(yè)務(wù)操作完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的操作桅狠,在準備發(fā)送消息的時候?qū)⑾⒋鎯υ谥鲃臃綉?yīng)用系統(tǒng)一份讼载,另一份發(fā)送到實時消息服務(wù)
被動方應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)聽實時消息系統(tǒng)中的消息轿秧,當被動方完成消息處理后通過調(diào)用主動方接口完成消息確認主動方接收到消息確認以后刪除消息數(shù)據(jù)。
通過消息查詢服務(wù)查詢到消息被接收之后再規(guī)定的時間內(nèi)沒有返回ACK確認消息就通過消息恢復系統(tǒng)重新發(fā)送消息咨堤。
· 優(yōu)點:
消息的時效性比較高
從應(yīng)用設(shè)計的角度實現(xiàn)了消息數(shù)據(jù)的可靠性菇篡,消息數(shù)據(jù)的可靠性不依賴于MQ中間件,弱化了對MQ中間件特性的依賴一喘。
方案輕量級逸贾,容易實現(xiàn)。
· 缺點:
與具體的業(yè)務(wù)場景綁定津滞,耦合性強铝侵,不可以共用。
消息數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步触徐,占用業(yè)務(wù)系統(tǒng)資源咪鲜。
業(yè)務(wù)系統(tǒng)在使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的情況下消息服務(wù)性能會受到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的并發(fā)性能限制。

(六)撞鹉、獨立消息服務(wù)方案



· 實現(xiàn)思路:
預發(fā)送消息:主動方應(yīng)用系統(tǒng)預發(fā)送消息疟丙,由消息服務(wù)子系統(tǒng)存儲消息,如果存儲失敗鸟雏,那么也就無法進行業(yè)務(wù)操作享郊。如果返回存儲成功,然后執(zhí)行業(yè)務(wù)操作孝鹊。
執(zhí)行業(yè)務(wù)操作:執(zhí)行業(yè)務(wù)操作如果成功的時候炊琉,將業(yè)務(wù)操作執(zhí)行成功的狀態(tài)發(fā)送到消息服務(wù)子系統(tǒng)。消息服務(wù)子系統(tǒng)修改消息的標識為“可發(fā)送”狀態(tài)又活。
發(fā)送消息到實時消息服務(wù):當消息的狀態(tài)發(fā)生改變的時候苔咪,立刻將消息發(fā)送到實時消息服務(wù)中。接下來柳骄,消息將會被消息業(yè)務(wù)的消費端監(jiān)聽到团赏,然后被消費。
消息狀態(tài)子系統(tǒng):相當于定時任務(wù)系統(tǒng)耐薯,在消息服務(wù)子系統(tǒng)中定時查找確認超時的消息舔清,在主動方應(yīng)用系統(tǒng)中也去定時查找沒有處理成功的任務(wù),進行相應(yīng)的處理曲初。
消息消費:當消息被消費的時候体谒,向?qū)崟r消息服務(wù)發(fā)送ACK,然后實時消息服務(wù)刪除消息复斥。同時調(diào)用消息服務(wù)子系統(tǒng)修改消息為“被消費”狀態(tài)营密。
消息恢復子系統(tǒng):當消費方返回消息的時候,由于網(wǎng)絡(luò)中斷等其他原因?qū)е孪]有及時確認目锭,那么需要消息恢復子系統(tǒng)定時查找出在消息服務(wù)子系統(tǒng)中沒有確認的消息评汰。將沒有被確認的消息放到實時消息服務(wù)中纷捞,進行重做,因為被動方應(yīng)用系統(tǒng)的接口是冪等的被去。
· 優(yōu)點:
消息服務(wù)獨立部署主儡,獨立維護,獨立伸縮惨缆。
消息存儲可以按需選擇不同的數(shù)據(jù)庫來集成實現(xiàn)糜值。
消息服務(wù)可以被相同的的使用場景使用,降低重復建設(shè)服務(wù)的成本坯墨。
從分布式服務(wù)應(yīng)用設(shè)計開發(fā)角度實現(xiàn)了消息數(shù)據(jù)的可靠性寂汇,消息數(shù)據(jù)的可靠性不依賴于MQ中間件,弱化了對MQ中間件特性的依賴捣染。
降低了業(yè)務(wù)系統(tǒng)與消息系統(tǒng)之間的耦合骄瓣,有利于系統(tǒng)的擴展維護。
· 缺點:
一次消息發(fā)送需要兩次請求耍攘。
主動方應(yīng)用系統(tǒng)需要實現(xiàn)業(yè)務(wù)操作狀態(tài)的校驗與查詢接口榕栏。

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