【20211023】在技术上是如何实现分布式事务的

2023-10-28 10:10

本文主要是介绍【20211023】在技术上是如何实现分布式事务的,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

时间:2021年10月23日

作者:小蒋聊技术

大家好,欢迎来到小蒋聊技术。小蒋准备和大家一起聊聊技术的那些事。

上次小蒋和大家一起聊了“究竟分布式事务要解决什么问题”,接下来咱就得看看“在技术层面上是如何实现分布式事务”的了。

在开始说技术实现前,咱先来看一个分布式事务在现实业务中使用的“场景”。技术的存在目的就是为了解决业务问题,小蒋认为不谈业务场景,纯聊技术就是耍流氓。

电商业务中下单扣减库存

现在电商行业分布式架构简直就是大行其道,用户下单减库存是一个非常常见的场景。那么在电商系统中,下单接口中必定会涉及生成订单 id, 扣减库存等操作。一般来说“订单服务”与“库存服务”通常都被拆分成了两个独立的服务,但也不是没有在一起的,这个不是绝对的,要看每个公司的具体业务情况和技术解决方案。但是,像京东、淘宝、天猫这种比较大的电商公司,无论你是“单体架构”还是“独立的微服务”架构,因为数据量摆在那,数据库肯定是分库了。

分库情况:

 

因此,在分库的情况下,依然需要分布式事务的支持。分布式事务来保证整个下单接口的成功。

独立服务情况:

 

另外,有一些公司本身业务数据量并没有达到非要拆库的量级,放在一起对开发和运维都比较容易。数据库层面只是做了主从分离和高可用。但是,在架构上采用了分布式服务设计,独立了“订单服务”和“库存服务”。此时,还是需要分布式事务,谁让你使用的是分布式架构呢。

独立服务+分库情况:

 

另外还有一种,在分布式架构下,使用的是不同数据库,两个服务相互调用。这种情况下肯定是需要分布式事务的,就不必再想了。

解决方法:

两阶段提交(2PC - Two-Phase-Commit):

首先,大家要先知道,有一个分布式事务模型DTP(全称为Distributed Transaction Processing Reference Model)和DTP XA规范(全称为Distributed Transaction Processing The XA Specification),他们的制定者是X/Open,后来与Open Software  合并组成了现在的The Open Group。

The Open Group是一个非常厉害的组织。白金会员有Capgemini、HP、IBM、ORACLE等等,其成员大多是ERP和顾问咨询公司,并推出了一系列关于云计算商业应用场景、云计算的参考架构、云计算的投资回报计算方法的优秀白皮书。

DTP这个模型主要使用了两阶段提交来保证分布式事务的完整性,流程如下图所示:

 

DTP模型规定了要实现分布式事务需要三种角色:

  1. AP(Application):服务(微服务)
  2. TM(Transaction Manager):事务管理器
  3. RM(Resource Manager):资源管理器(数据库)

大致流程:

第一阶段(prepare),表决阶段:所有参与者都将自己 的事务进行预提交,并将能否成功的信息反馈给协调者。

  1. 事务管理器发一个prepare指令给A和B两个服务。
  2. A和B服务收到消息后,根据自身情况,判断自己是否可以提交事务。
  3. 将处理结果记录到资源管理器中。
  4. 将处理结果返回给事务管理器。

第二阶段(commit/rollback),执行阶段:协调者根据所有参与者的反馈,通知所有参与者,步调一致地执行提交或回滚。

  1. 事务管理器向A和B两个服务发送提交指令。
  2. A和B服务收到指令后,将自己本身事务提交。
  3. 将处理结果记录到资源管理器。
  4. 将处理结果返回给事务管理器。

两段式提交提高了数据一致性的概率,实现成本较低。但是这种实现方式缺点也十分明显,咱们来看两阶段提交的流程示意图:

 

总结:

可以从流程图中看出来,两阶段提交是一种尽量保证强一致性的分布式事务,因此它是同步阻塞的,而同步阻塞就导致长久的资源锁定问题,总体而言效率比较低,并且存在单点故障,在极端条件下存在数据不一致的风险。

另外,两阶段提交适用于我们第一种“分库情况”,也就是说适用于数据库层面的分布式事务场景。像Java中的JTA只能解决一个应用下多数据库的分布式事务问题,跨服务就不能用了。

Java中的JTA,它是基于XA规范来实现事务接口的,朋友们可以简单理解为它是基于数据库的一种两阶段提交实现。

以上,是今天技术内容的分享,下次小蒋将会和大家一起来看看另外一种实现分布式事务的方式“三阶段提交”。

培养战略意识

如果你现在是一名工程师,将来想要成为一名架构师,或者你已经是一名架构师了,还想再进一步提升。那么小蒋准备推荐一本书给你。

这本书的名字叫《善战者说》,副标题是孙子兵法与取胜法则十二讲。讲的是孙子兵法在企业竞争当中的应用,作者叫做宫玉振,此人既是一个军事学的博士,又是北京大学国家发展研究院的教授,是一位专门研究孙子兵法,和企业战略的专家。这本书也是颇受商界的好评。

架构师为什么要读一本兵书?为什么要去读一本商业上好评的书呢?

小蒋在刚刚成为架构师的时候,只专注技术的研究,学习各种主流的技术和架构解决方案。但殊不知,这些所谓的高大上的方案根本就无法“落地”。就算我的方案是世界级别的,但是我所在的公司、我所在的团队、我们负责的产品却并不是世界级别的。一个架构师的方案如果不是因地制宜的、量体裁衣的、对症下药的,那这个方案对所在的团队、产品、公司就没有一点价值,一个没有价值的方案,技术再先进又能怎样呢,这是小蒋成为架构师后逐渐意识到的。所以说做一名架构师在做方案时,思维是需要有战略高度的,这也是为什么我推荐大家去读《善战者说》的原因。

我们经常听人说,商场如战场,那么兵法应该完全符合商界法则,孙子兵法之所以能成为一代奇书,主要是因为他探讨的都是道的层面,而不是具体的术,也就是价值观,任何人的成功,基本上都会先有价值观的成功。战争是最强的竞争形态,而孙子兵法就是竞争中基本的取胜法则,所以他告诉你的都是在竞争中取胜的规律。软件中的架构其实也是一样的,软件开发的本质也是一场商业上的战争。

孙子兵法的重点,其实就两句话,第一句是最好不用打就能赢,叫做上兵伐谋,第二句话叫做,如果非要打,那么就用智慧去打,要敢于打,更要会打。以最小的成本,博取最大的胜利。想想软件架构,是不是也是一个道理,是不是一定要开发,如果非要开发,那也要以最小的开发成本,获取产品最大的收益。

孙子兵法是解决战略问题的,那么战略是什么?就是打不打,跟谁打,在哪打,何时打?这些都是战略问题,所谓战术,才是怎么打的问题。有太多人去研究战术,但其实自身却陷入了一场,根本就无法取胜,或者叫做压根就不该打的战斗。这就叫缺乏战略性思考。把资源用错了地方,最后害人害己。

小蒋在读《善战者说》这本书的时候,也意识到孙子能够跳出战争看战争,他虽然是一位将军,但是在他看来,打仗并不是目的,赢才是最终的目标。所以不要为了打仗而去打仗,一定要为了赢采取用兵。这就是最高深的东方智慧。

小蒋从本书中学到了,做一名架构师也是如此,不要为了技术而做架构的调整,赢才是最终目标。

年龄的增长不可怕,可怕的是从未成长!

感谢大家支持小蒋,小蒋希望和大家共同成长,谢谢。

音频地址:【20211023】在技术上是如何实现分布式事务的icon-default.png?t=L9C2https://www.ximalaya.com/keji/51588599/465431403

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