分布式事务解决方案
分布式事务解决方案主要关注于如何在分布式系统中确保多个独立的事务资源(如数据库、服务等)参与到一个全局事务中时,能够保持数据的一致性和事务的原子性。以下是一些常见的分布式事务解决方案:
1. XA两阶段提交协议
- 概述:XA是由X/Open组织提出的分布式事务的规范,它定义了一个全局事务管理器(TM)和多个局部资源管理器(RM)之间的接口。XA事务通过两阶段提交协议来确保事务的原子性。
- 阶段:
- 准备阶段(Prepare):TM询问所有RM是否可以提交事务,RM准备执行事务并锁定资源,如果成功则回复“ready”。
- 提交/回滚阶段(Commit/Rollback):TM根据RM的回复决定是提交还是回滚事务,并通知所有RM执行相应操作。
- 特点:简单易理解,开发较容易,但对资源进行了长时间的锁定,并发度低。
2. TCC(Try-Confirm-Cancel)
- 概述:TCC是一种基于补偿机制的分布式事务解决方案,它将一个分布式事务拆分成多个本地事务,并通过Try、Confirm、Cancel三个阶段来管理。
- 阶段:
- Try阶段:尝试执行,完成所有业务检查(一致性),预留必须业务资源(准隔离性)。
- Confirm阶段:确认执行真正执行业务,不作任何业务检查,只使用Try阶段预留的业务资源,Confirm操作要求具备幂等设计。
- Cancel阶段:在业务执行失败时,执行补偿操作,释放Try阶段预留的资源。
- 特点:并发度较高,无长期资源锁定,一致性较好,但需要业务代码实现Try/Confirm/Cancel接口,开发量较大。
3. Saga事务
- 概述:Saga事务是一种长事务解决方案,它将长事务拆分为多个本地短事务,由Saga事务协调器协调。如果某个步骤失败,则根据相反顺序调用补偿操作。
- 特点:并发度高,不用像XA事务那样长期锁定资源,但需要定义正常操作以及补偿操作,开发量较大,一致性较弱。
4. 最大努力通知
- 概述:最大努力通知是一种不保证强一致性的分布式事务解决方案,通过消息中间件实现异步通知。
- 特点:适用于业务通知类型场景,如交易结果通知,通过多次尝试和回调机制尽量保证事务的一致性,但可能无法完全保证。
5. 本地消息表
- 概述:本地消息表是一种将分布式事务通过消息表来异步确保执行的方案,最初由eBay提出。
- 特点:长事务可以分拆成多个任务,使用简单,但生产者需要额外创建消息表,并对本地消息表进行轮询,业务负担较重。
6. RocketMQ事务消息
- 概述:RocketMQ等消息中间件支持事务消息,通过将本地消息表放到消息中间件上,解决生产端的消息发送与本地事务执行的原子性问题。
- 特点:类似于本地消息表,但将消息表的操作替换成了消息中间件的半消息机制,简化了业务逻辑。
7. Seata
- 概述:Seata是阿里开源的一种高性能且简单易用的分布式事务解决方案,它支持多种事务模式,包括AT、TCC、Saga等。
- 特点:提供了丰富的事务模式和灵活的配置选项,适用于不同的业务场景和性能需求。
总结
分布式事务解决方案多种多样,每种方案都有其特点和适用场景。
在实际应用中,需要根据业务的具体需求和系统的性能要求来选择合适的解决方案。
同时,随着分布式技术的发展,新的解决方案和框架不断涌现,为分布式事务的处理提供了更多的选择。在分布式事务的解决方案中,不同的方法适用于不同的业务场景和性能需求。
示例简述
下面我将分别就XA两阶段提交协议、TCC(Try-Confirm-Cancel)事务、Saga事务和本地消息表这四种方案进行示例讲解。
1. XA两阶段提交协议示例
假设有两个分布式服务A和B,它们分别操作不同的数据库资源。现在需要进行一个全局事务,该事务需要在A和B上同时更新数据。
准备阶段:
- 全局事务管理器(TM)向服务A和B发送准备(Prepare)请求。
- 服务A和B分别执行本地事务的准备操作,锁定相关资源,并回复TM是否准备成功。
提交/回滚阶段:
- 如果所有服务都回复准备成功,TM向服务A和B发送提交(Commit)请求。
- 服务A和B执行本地事务的提交操作,释放资源,并回复TM提交结果。
- 如果在准备阶段有任何服务回复准备失败,TM则向所有服务发送回滚(Rollback)请求,服务执行回滚操作并释放资源。
2. TCC事务示例
假设有一个分布式系统,其中服务A负责扣减库存,服务B负责生成订单。现在需要执行一个全局事务,即扣减库存并生成订单。
Try阶段:
- 服务A尝试扣减库存,检查库存是否足够,并预留库存(如将库存状态标记为“已预订”)。
- 服务B尝试生成订单,检查相关信息是否合法,并预留订单号等资源。
Confirm阶段:
- 如果Try阶段所有服务都成功,则进入Confirm阶段。
- 服务A正式扣减库存,更新库存状态。
- 服务B正式生成订单,并更新订单状态。
Cancel阶段:
- 如果Try阶段或Confirm阶段任何服务失败,则进入Cancel阶段。
- 服务A释放预留的库存,恢复库存状态。
- 服务B释放预留的订单号等资源,撤销订单生成操作。
3. Saga事务示例
假设有一个复杂的分布式业务流程,包括服务A、B、C和D,它们分别执行不同的业务操作。现在需要执行一个长事务,该事务需要按顺序调用这些服务。
正向执行:
- 服务A执行第一步操作,成功后记录操作结果。
- 服务B根据服务A的结果执行第二步操作,成功后记录操作结果。
- 以此类推,服务C和服务D依次执行后续操作。
补偿操作:
- 如果在正向执行过程中任何服务失败,则从失败的服务开始,逆序执行补偿操作。
- 例如,如果服务C失败,则先执行服务D的补偿操作,然后执行服务B的补偿操作,最后执行服务A的补偿操作。
4. 本地消息表示例
假设有一个分布式系统,其中服务A需要将数据同步到服务B。由于网络等原因,直接同步可能不可靠。
操作过程:
- 服务A在本地数据库中维护一张消息表,用于记录待同步的消息。
- 当服务A需要同步数据时,它首先在本地数据库中插入一条消息记录,并执行相关的本地事务操作(如更新业务数据)。
- 服务A通过消息队列将同步请求发送到服务B(此步骤可以异步进行)。
- 服务B收到同步请求后,执行相应的操作,并回复确认消息给服务A(或消息队列)。
- 服务A收到确认消息后,更新本地消息表的状态为“已同步”。
- 如果服务B未能在规定时间内回复确认消息,服务A可以通过轮询本地消息表来重试同步操作。
以上四种分布式事务解决方案各有优缺点,在实际应用中需要根据业务需求和系统架构来选择合适的方案。
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