Spring Cloud异步场景分布式事务怎样做?试试RocketMQ

更新于 2019-09-23  约 11 分钟

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一、背景

在微服务架构中,我们常常使用异步化的手段来提升系统的 吞吐量解耦 上下游,而构建异步架构最常用的手段就是使用 消息队列(MQ),那异步架构怎样才能实现数据一致性呢?本文主要介绍如何使用RocketMQ事务消息来解决一致性问题。

RocketMQ 是阿里巴巴开源的分布式消息中间件,目前已成为 Apache 的顶级项目。历经多次天猫双十一海量消息考验,具有高性能、低延时和高可靠等特性

PS:同步场景怎样保证一致性?请看文章《Spring Cloud同步场景分布式事务怎样做?试试Seata

 

二、MQ选型

可以看到在 业务处理 方面来说 RocketMQ 优于其他对手,而且原生支持 事务消息

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PS:业务系统用的是其他 MQ 产品但是又需要 事务消息 怎么办?学习原理自己开发实现!

 

三、什么是事务消息

例如下图的场景:生成订单记录 -> MQ -> 增加积分

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我们是应该先 创建订单记录,还是先 发送MQ消息 呢?

  1. 先发送MQ消息:这个明显是不行的,因为如果消息发送成功,而订单创建失败的话是没办法把消息收回来的
  2. 先创建订单记录:如果订单创建成功后MQ消息发送失败 抛出异常,因为两个操作都在本地事务中所以订单数据是可以 回滚

上面的 方式二 看似没问题,但是 网络是不可靠的!如果 MQ 的响应因为网络原因没有收到,所以在面对不确定的结果只好进行回滚;但是 MQ 端又确实是收到了这条消息的,只是回给客户端的 响应丢失 了!
 
所以 事务消息 就是用来保证 本地事务MQ消息发送 的原子性!

 

四、RocketMQ事务消息原理

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主要的逻辑分为两个流程:

  • 事务消息发送及提交

    1. 发送 half消息
    2. MQ服务端 响应消息写入结果
    3. 根据发送结果执行 本地事务(如果写入失败,此时half消息对业务 不可见,本地逻辑不执行)
    4. 根据本地事务状态执行 Commit 或者 Rollback(Commit操作生成消息索引,消息对消费者 可见

 

  • 回查流程

    1. 对于长时间没有 Commit/Rollback 的事务消息(pending 状态的消息),从服务端发起一次 回查
    2. Producer 收到回查消息,检查回查消息对应的 本地事务状态
    3. 根据本地事务状态,重新 Commit 或者 Rollback

 
逻辑时序图

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五、异步架构一致性实现思路

从上面的原理可以发现 事务消息 仅仅只是保证本地事务和MQ消息发送形成整体的 原子性,而投递到MQ服务器后,并无法保证消费者一定能消费成功!
 
如果 消费端消费失败 后的处理方式,建议是记录异常信息然后 人工处理,并不建议回滚上游服务的数据(因为两者是 解耦 的,而且 复杂度 太高)
 
我们可以利用 MQ 的两个特性 重试死信队列 来协助消费端处理:

  1. 消费失败后进行一定次数的 重试
  2. 重试后也失败的话该消息丢进 死信队列
  3. 另外起一个线程监听消费 死信队列 里的消息,记录日志并且预警!

因为有 重试 所以消费者需要实现 幂等性

 

六、分布式事务场景样例

下面就用刚刚提到的场景:生成订单记录 -> MQ -> 增加积分;来简单讲一下 Spring Cloud 中应该怎么做,详细代码请 下载demo 查看。
PS:怎样安装部署RocketMQ可以参考《Apache RocketMQ 消息队列部署与可视化界面安装

6.1. 引入依赖

使用 spring-cloud-stream 框架来访问 RocketMQ

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Spring Cloud Stream 是一个构建消息驱动的框架,通过抽象的定义实现应用与MQ消息队列之间的解耦,目前支持 RabbitMQkafkaRocketMQ
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6.2. 开启事务消息

消息生产者需要添加 transactional: true 开启 事务消息

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6.3. 订单服务发送half消息

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因为开启了 事务消息 所以这里发送的是 half消息 对于消费端是 不可见

 

6.4. 订单服务监听half消息

使用 @RocketMQTransactionListener 注解监听 半消息,并实现 RocketMQLocalTransactionListener 接口,该接口有两个方法

  • executeLocalTransaction:用于提交本地事务
  • checkLocalTransaction:用于事务回查

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如果提交事务消息失败,需等待约1分钟左右 事务回查 方法才会被调用

 

6.5. 积分服务消费消息

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注意:因为有 重试,这里如果是真实的业务需要自行实现 幂等性

 

6.6. 消费死信队列预警

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监听并消费死信队列中的消息,用于记录错误日志,并且预警通知运维人员等

 

6.7. 测试用例

demo中提供了3个接口分别测试不同的场景:

  • 事务成功
    http://localhost:11002/success
    流程如下:

    1. 订单创建 成功
    2. 提交事务消息 成功
    3. 消费消息增加积分 成功
  • 订单创建成功但提交事务消息失败
    http://localhost:11002/produceError
    流程如下:

    1. 订单创建 成功
    2. 提交事务消息 失败
    3. 事务回查(等待1分钟左右) 成功
    4. 提交事务消息 成功
    5. 消费消息增加积分 成功
  • 消费消息失败
    http://localhost:11002/consumeError
    流程如下:

    1. 订单创建 成功
    2. 提交事务消息 成功
    3. 消费消息增加积分 失败
    4. 重试消费消息 失败
    5. 进入死信队列 成功
    6. 消费死信队列的消息 成功
    7. 记录日志并发出预警 成功

 

七、demo下载地址

https://gitee.com/zlt2000/microservices-platform/tree/master/zlt-demo/rocketmq-demo/rocketmq-transactional

 

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