如何选择最适合你的分布式事务方案

之前我有一篇文章,介绍了分布式事务最经典的七种解决方案,这里我们从业务需求的角度,根据不同的业务场景,给出最适合的解决方案。

当我们采用服务/微服务架构,对业务进行分拆解耦后,原先在一个单体内,使用本地数据库保证ACID的数据修改,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。因此在实际应用中,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

下面是常见的几种业务分类,以及适合的解决方案介绍

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:假设您有一个活动业务,用户点击领取按钮后,会领取一张优惠券,和一个月的会员。优惠券和会员分别属于不同的服务,需要都被调用,不希望出现一个服务调用成功,另一个因为网络或者其他故障导致没有成功。

这个场景适合可靠消息方案,可以使用rocketmq、rabbitmq等,发送给消息队列的消息,一定要等收到队列接收确认,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:假设您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,允许用户看到中间状态,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补偿操作,会更加简单

耗时较久的全局事务

耗时较旧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,任何一个组件临时的失败,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

实践

上面介绍完各种业务类型,以及适合的事务方案,通常情况下,您需要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DTMSEATARocketMq

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

SAGA例子

假设我们有一个积分兑换课程的业务,一方面积分不属于非常核心的资产,中间状态允许用户看到,另一方面兑换课程可能出现课程已拥有权限,则需要回滚,因此该业务属于“一致性要求不高的可回滚业务“。

我们采用SAGA方案来解决这个问题,来看看DTM的解决方式,代码大致如下:

    saga := dtmcli.NewSaga(DtmServer, gid).
        Add(Busi+"/AdjustIntegral", Busi+"/AdjustIntegralRevert", req).
        Add(Busi+"/AuthCourse", Busi+"/AuthCourseRevert", req)
    saga.WaitResult = true
    err := saga.Submit()

dtm收到客户端提交的saga事务之后,会按顺序调用AdjustIntegral,AuthCourse,如果函数返回错误要求回滚,dtm则会调用AuthCourseRevert,AdjustIntegralRevert进行回滚。

如果您没有采用dtm方案,那么您可以采用SEATA的SAGA,涉及比较多的背景知识,接入较复杂。

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。

小结

dtm作为一个新兴起的分布式事务框架,提供了强大的功能,以及简单易用的接口,极大的简化了微服务架构下,分布式事务的使用。

下面是dtm与seata的主要特性对比:

特性DTMSEATA备注
支持语言Golang、python、php、c# 及其他Javadtm可轻松接入一门新语言
异常处理子事务屏障自动处理手动处理dtm解决了幂等、悬挂、空补偿
TCC事务
XA事务
AT事务AT与XA类似,性能更好,但有脏回滚
SAGA事务简单模式状态机复杂模式dtm的状态机模式在规划中
事务消息dtm提供类似rocketmq的事务消息
通信协议HTTPdubbo等协议,无HTTPdtm后续将支持grpc类协议

dtm的项目地址为https://github.com/yedf/dtm ,欢迎大家访问、试用、点亮star


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