多個數(shù)據(jù)要同時操作衣洁,如何保證數(shù)據(jù)的完整性,以及一致性抖仅?
答?:?事務(wù)?坊夫,是常見的做法。
舉個栗子:
用戶下了一個訂單撤卢,需要修改?余額表?环凿,?訂單?表?,?流水?表?放吩,于是會有類似的偽代碼:
start transaction;
CURD table t_account;?any Exception rollback;
CURD table t_order;???any Exception rollback;
CURD table t_flow;????any Exception rollback;
commit;
?●?如果對余額表智听,訂單表,流水表的SQL操作全部成功渡紫,則全部提交??●?如果任何一個出現(xiàn)問題到推,則全部回滾 事務(wù),以保證數(shù)據(jù)的完整性以及一致性腻惠。
事務(wù)的方案會有什么潛在問題环肘?
答?:互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)特點,數(shù)據(jù)量較大集灌,并發(fā)量較大悔雹,經(jīng)常使用?拆庫?的方式提升系統(tǒng)的性能。如果進(jìn)行了拆庫欣喧,?余額腌零、訂單、流水可能分布在不同的數(shù)據(jù)庫?上唆阿,甚至不同的數(shù)據(jù)庫實例上益涧,此時就不能用數(shù)據(jù)庫原生事務(wù)來保證數(shù)據(jù)的一致性了。
高并發(fā)易落地的分布式事務(wù)驯鳖,是行業(yè)沒有很好解決的難題闲询,那怎么辦呢?
答?:?補償事務(wù)?是一種常見的實踐浅辙。
什么是補償事務(wù)扭弧?
答:補償事務(wù),是一種在業(yè)務(wù)端實施?業(yè)務(wù)逆向操作事務(wù)?记舆。
舉個栗子:
修改余額?鸽捻,事務(wù)為:
int??Do_AccountT?(uid, money){
start transaction;
//余額改變money這么多
CURD table t_account with money for uid;
anyException rollback return NO;
commit;
return YES;
}
那么,修改余額,補償事務(wù)可以是:
int??Compensate_AccountT?(uid, money){
//做一個money的反向操作
return Do_AccountT(uid, -1*money){
}
同理御蒲,訂單操作衣赶,事務(wù)是:Do_OrderT,新增一個訂單厚满;
訂單操作?府瞄,補償事務(wù)是:Compensate_OrderT,刪除一個訂單痰滋。
要保證余額與訂單的一致性摘能,偽代碼:
// 執(zhí)行第一個事務(wù)
int flag = Do_AccountT();
if(flag=YES){
//第一個事務(wù)成功,則執(zhí)行第二個事務(wù)
flag= Do_OrderT();
if(flag=YES){
// 第二個事務(wù)成功敲街,則成功
return YES;
}
else{
// 第二個事務(wù)失敗,執(zhí)行第一個事務(wù)的補償事務(wù)
Compensate_AccountT();
}
}
補償事務(wù)有什么缺點严望?
●?不同的業(yè)務(wù)要寫不同的補償事務(wù)多艇,?不具備通用性?;
●?沒有考慮補償事務(wù)的失敗?像吻;
●?如果業(yè)務(wù)流程很復(fù)雜峻黍,?if/else會嵌套非常多層?;
畫外音:上面的例子還只考慮了余額+訂單的一致性拨匆,就有2*2=4個分支姆涩,如果要考慮余額+訂單+流水的一致性,則會有2*2*2=8個if/else分支惭每,復(fù)雜性呈指數(shù)級增長骨饿。
還有其它簡易一致性實踐么?
答?:多個數(shù)據(jù)庫實例上的多個事務(wù)台腥,要保證一致性宏赘,可以進(jìn)行“?后置提交優(yōu)化?”。
單庫?是用這樣一個大事務(wù)保證一致性:
start transaction;
CURD table t_account;?any Exception rollback;
CURD table t_order;???any Exception rollback;
CURD table t_flow;????any Exception rollback;
commit;
拆分成了多個庫后黎侈,大事務(wù)會變成三個小事務(wù):
start transaction1;
//第一個庫事務(wù)執(zhí)行
CURD table t_account; any Exception rollback;
…
// 第一個庫事務(wù)提交
commit1;
start transaction2;
//第二個庫事務(wù)執(zhí)行
CURD table t_order; any Exception rollback;
…
// 第二個庫事務(wù)提交
commit2;
start transaction3;
//第三個庫事務(wù)執(zhí)行
CURD table t_flow; any Exception rollback;
…
// 第三個庫事務(wù)提交
commit3;
畫外音:再次提醒察署,這三個事務(wù)發(fā)生在三個庫,甚至3個不同實例的數(shù)據(jù)庫上峻汉。
一個事務(wù)贴汪,分成執(zhí)行與提交兩個階段:
?●?執(zhí)行(CURD)的時間很長??●?提交(commit)的執(zhí)行很快 于是整個執(zhí)行過程的時間軸如下:
第一個事務(wù)執(zhí)行200ms,提交1ms休吠;
第二個事務(wù)執(zhí)行120ms扳埂,提交1ms;
第三個事務(wù)執(zhí)行80ms蛛碌,提交1ms聂喇;
在什么時候,會出現(xiàn)不一致?
答?:第一個事務(wù)成功提交之后希太,最后一個事務(wù)成功提交之前克饶,如果出現(xiàn)問題(例如服務(wù)器重啟,數(shù)據(jù)庫異常等)誊辉,都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致矾湃。
畫外音:如上圖,最后202ms內(nèi)出現(xiàn)異常堕澄,會出現(xiàn)不一致邀跃。
什么是后置提交優(yōu)化?
答?:如果改變事務(wù)執(zhí)行與提交的時序蛙紫,變成?事務(wù)先執(zhí)行拍屑,最后一起提交?。
第一個事務(wù)執(zhí)行200ms坑傅,第二個事務(wù)執(zhí)行120ms僵驰,第三個事務(wù)執(zhí)行80ms;
第一個事務(wù)提交1ms唁毒,第二個事務(wù)?提交?1ms蒜茴,第三個事務(wù)?提交?1ms;
后置提交優(yōu)化后浆西,在什么時候粉私,會出現(xiàn)不一致?
答?:問題的答案與之前相同近零,第一個事務(wù)成功提交之后诺核,最后一個事務(wù)成功提交之前,如果出現(xiàn)問題(例如服務(wù)器重啟秒赤,數(shù)據(jù)庫異常等)猪瞬,都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。
畫外音:?如上?圖入篮,最后2ms內(nèi)出現(xiàn)異常陈瘦,會出現(xiàn)不一致。
有什么區(qū)別和差異潮售?
答?:
●?串行事務(wù)方案?痊项,總執(zhí)行時間是303ms,最后202ms內(nèi)出現(xiàn)異常都可能導(dǎo)致不一致酥诽;
●?后置提交優(yōu)化方案?鞍泉,總執(zhí)行時間也是303ms,但最后2ms內(nèi)出現(xiàn)異常才會導(dǎo)致不一致肮帐;
雖然沒有徹底解決數(shù)據(jù)的一致性問題咖驮,但?不一致出現(xiàn)的概率大大降低了?边器。
畫外音:上面這個例子,概率降低了100倍托修。
后置提交優(yōu)化?忘巧,有什么不足?
答?:對事務(wù)吞吐量會有影響:
●?串行事務(wù)方案?睦刃,?第一個庫事務(wù)提交砚嘴,數(shù)據(jù)庫連接就釋放了?;
●?后置提交優(yōu)化方案?涩拙,?所有庫的連接际长,要等到所有事務(wù)執(zhí)行完才釋放?;
這就意味著兴泥,數(shù)據(jù)庫連接占用的時間增長了工育,系統(tǒng)整體的吞吐量降低了。
總結(jié)
分布式事務(wù)搓彻,兩種常見的實踐:
?●?補償事務(wù)??●?后置提交優(yōu)化 把
trx1.exec(); trx1.commit();
trx2.exec(); trx2.commit();
trx3.exec(); trx3.commit();
優(yōu)化為:
trx1.exec(); trx2.exec(); trx3.exec();
trx1.commit(); trx2.commit(); trx3.commit();
這個小小的改動(改動成本極低)翅娶,不能徹底解決多庫分布式事務(wù)數(shù)據(jù)一致性問題,但能大大降低數(shù)據(jù)不一致的概率好唯,犧牲的是吞吐量。
對于一致性與吞吐量的折衷燥翅,還需要業(yè)務(wù)架構(gòu)師謹(jǐn)慎權(quán)衡折衷骑篙。
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