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如何选择适合分布式事务的方案

在前面文章中,,介绍了几种经典的分布式事务解决方案,这里从业务需求的角度,根据不同业务场景,给出最适合的解决方案。

当采用微服务架构后,对业务进行分拆解耦后,原先在一个单体内,适用本地数据库保证ACID的数据修改,当拆分后,因为跨了多个服务,就不再适用了,就需要引入分布式事务来保证新的原子性。

由于分布式事务方案,无法做到ACID的保证,没有一种完美的方案,能够解决掉所有业务问题。因此在具体的应用中,会根据业务的不同特性,选择最适合的分布式事务方案。


业务分类

多个微服务组合成原子操作

有一类业务场景是需要把多个微服务组合成原子操作:假设一个活动业务,用户点击领取按钮后,会领取一张优惠券和一个月的会员。优惠券和会员分属不同的服务,需要都被调用,要么同时操作成功,要么同时失败,不希望出现一个服务调用成功,另一个因为网络或者其它故障导致没有调用成功。

这种业务场景适合可靠消息方案,可以使用消息队列(RocketMq、RabbitMq)等,发送给消息队列的消息,一定要等收到队列确认消息后,再返回应用程序。


本地事务+多个微服务组合为原子操作

有一类业务与前一种业务情况类似,但有一些差别:假设有一个新用户注册成功后,领取一张优惠券和一个月会员。如果注册不成功,不希望调用领取;只有注册成功才领取。

这种情况,适合本地消息方案,或者事务消息方案。这两种方案都能保证本地事务和消息的原子性。


订单类对一致性要求较高的业务

订单交易类业务,涉及资金、库存、优惠券等多个服务,完成一个订单,需要相关的各个服务组合成一个整体可回滚的事务。如果订单进行过程中金额先扣减,后续因为库存不够只能退款,把金额补偿加回来。在这个过程中用户看到了金额减少,又金额变回来,体验很差。一般这类业务都会先冻结资金,如果订单能成功,再扣减资金;不能成功,则解冻资金,这样能够让资金信息对用户更友好。

这种场景适合TCC方案,可以在TCC的Try中冻结资金,COnfirm中扣减资金,Cancel中解冻资金。


一致性要求不高的可回滚业务

如果业务对事务中的一致性要求不高,允许用户看到中间态,例如用户的积分数据等。

这种模式适用SAGA模式,SAGA对比与TCC,只有正向操作和逆向操作,会更加简单。


耗时较久的全局事务

耗时较久的全局事务适合可靠消息和SAGA,不适合TCC和XA,因为大多数的XA和TCC实现,为了方便用户灵活的定义事务,通常把事务的进度保存在应用程序,一旦事务进行中应用程序崩溃,无法往前进行下一步,只能回滚。

SAGA和可靠消息,把事务进度保存在数据库或消息系统中,任何一个组件临时失败,如果重试成功,,能够让事务继续。

其中如果整个事务是需要回滚的,那么适合SAGA,不需要回滚的,适合可靠消息


并发度较低的业务

如果业务并发度不高,事务又需要支持回滚,那么适合XA方案。XA方案,除了并发不高,也还需要本地数据库能支持XA接口。这个方案的优点是,使用上较简单,比较接近本地事务


PS:可靠消息、事务消息

这两种事务模式保证消息至少被成功消费一次(或者说相关服务的执行最少成功一次),保证多个微服务被原子执行,它适合不需要回滚的业务场景。例如:

  • 点击按钮,领取优惠券+会员,领取优惠券+会员不需要回滚,这种情况适合可靠消息

  • 注册成功后,领取优惠券+会员,这种情况适合事务消息

第二种情况和第一种对比,差别主要是只要注册成功,才领取,如果注册失败,不可以领取,这种情况适合事务消息。

如果是事务消息,那么在本地事务提交之前调用Prepare,提交之后调用Commit。如果没有本地事务,其实就是可靠消息,忽略Prepare调用即可。


实践

上述介绍各种业务类型,以及适合的事务方案,通常情况下,都会选择合适的开源项目来实施技术方案。在分布式事务领域,应用比较广泛的有SEATARocketMqDTM

其中seata用Java开发,支持Java语言的接入,支持TCC、SAGA、XA、AT(类似XA,性能更高,但有脏回滚)

RocketMq用Java开发,支持各类语言的接入,仅支持可靠消息、事务消息模式

这里重点介绍DTM,它用GO开发,基于HTTP协议,支持多种语言接入,支持TCC、SAGA、XA、可靠消息、事务消息模式。


可靠消息例子

我们拿第一个最简单的业务场景“多个微服务组合成原子操作”来看DTM是如何解决问题的

假设领取优惠券和会员的处理函数分别是:ObtainCoupon和ObtainVip,那么处理领取逻辑的处理函数(用Go做示例)只用这么写:

msg := dtmcli.NewMsg(DtmServer,gid). Add(Busi+"/ObtainCoupon", req). Add(Busi+"/ObtainVip", req) err := msg.Submit()

dtm收到客户端提交的消息后,会保证ObtainCoupon和ObtainVip被调用,如果任何一个出现失败,会不断重试,直到成功。

假如您采用的是rocketmq方案,那么您需要做以下几个步骤:

  1. 发送"领取"的消息给队列

  2. 消费"领取”的消息,然后调用ObtainCoupon和ObtainVip,然后确认消息已成功消费

对比dtm和rocketmq的方案,dtm仅需要简单的几行代码即可(dtm也提供http的接口,可以用任何语言直接发http请求),清晰简单。而rocketmq方案,涉及较多队列的知识,要做的工作较多


更多的例子

您可以访问
https://github.com/yedf/dtm
 ,里面有很多的分布式事务例子


多种模式并存

如果您的实际项目,涉及分布式事务的场景较多,一种事务模式,可能并不满足需求,可能需要使用SEATA+Rocketmq,接入以及维护成本较高。而DTM提供了一站式的解决方案,对常见的各种业务场景都提供了便捷的支持。