1.名词解释:
分布式系统:部署在不同结点上的系统通过网络交互来完成协同工作的系统。例如充值和积分系统
事务:事务是指由一组操作组成的一个工作单元,这个工作单元具有原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)和持久性(durability)。
本地事务:本地事务就是用关系数据库来控制事务,关系数据库通常都具有ACID特性,传统的单体应用通常会将数据全部存储在一个数据库中,会借助关系数据库来完成事务控制。
分布式事务:
表现1:在分布式系统中一次操作由多个系统协同完成,这种一次事务操作涉及多个系统通过网络协同完成的过程称为分布式事务!这里强调的是多个系统通过网络协同完成一个事务的过程,并不强调多个系统访问了不同的数据库,即使多个系统访问的是同一个数据库也是分布式事务,如下图:
表现2:分布式事务的表现是,一个应用程序使用了多个数据源连接了不同的数据库,当一次事务需要操作多个数据源,此时也属于分布式事务,当系统作了数据库拆分后会出现此种情况。
2.分布式事务有哪些场景?
1) 电商系统中的下单扣库存电商系统中,订单系统和库存系统是两个系统,一次下单的操作由两个系统协同完成 2)金融系统中的银行卡充值,在金融系统中通过银行卡向平台充值需要通过银行系统和金融系统协同完成。3)教育系统中下单选课业务在线教育系统中,用户购买课程,下单支付成功后学生选课成功,此事务由订单系统和选课系统协同完成。4) SNS系统的消息发送在社交系统中发送站内消息同时发送手机短信,一次消息发送由站内消息系统和手机通信系统协同完成。
3.解决方案
1)简述:消息队列实现最终一致--》将分布式事务拆分成多个本地事务来完成,并且由消息队列异步协调完成
2)流程:1、订单服务和库存服务完成检查和预留资源。2、订单服务在本地事务中完成添加订单表记录和添加“减少库存任务消息”。3、由定时任务根据消息表的记录发送给MQ通知库存服务执行减库存操作。4、库存服务执行减少库存,并且记录执行消息状态(为避免重复执行消息,在执行减库存之前查询是否执行过此消息)。5、库存服务向MQ发送完成减少库存的消息。6、订单服务接收到完成库存减少的消息后删除原来添加的“减少库存任务消息”。
3)实现最终事务一致要求:预留资源成功理论上要求正式执行成功,如果执行失败会进行重试,要求业务执行方法实现幂等。
4)优点:由MQ按异步的方式协调完成事务,性能较高。不用实现try/confirm/cancel接口,开发成本比TCC低。
5)缺点:此方式基于关系数据库本地事务来实现,会出现频繁读写数据库记录,浪费数据库资源,另外对于高并发操作不是最佳方案。
4.具体实现----中间件解决场景3的问题(手动选课)
1.支付成功后,订单服务向本地数据库更新订单状态并向消息表写入“添加选课消息”,通过本地数据库保证订单状态和添加选课消息的事务。
2.定时任务扫描消息表,取出“添加选课任务“并发向MQ。
3.学习服务接收到添加选课的消息,先查询本地数据库的历史消息表是否存在消息,存在则说明已经添加选课,否则向本地数据库添加选课,并向历史消息表添加选课消息。这里选课表和历史消息表在同一个数据库,通过本地事务保证。
4.学习服务接收到添加选课的消息,通过查询消息表判断如果已经添加选课也向MQ发送“完成添加选课任务的消息”,否则则添加选课,完成后向MQ发送“完成添加选课任务的消息”,
5.订单服务接收到完成选课的消息后删除订单数据库中消息表的“添加选课消息”,为保证后期对账将消息表的消息先添加到历史消息表再删除消息,表示此消息已经完成。
5.注意点:
1)定时任务发送消息流程如下:1、每隔1分钟扫描一次任务表。1、定时任务扫描task表,一次取出多个任务,取出超过1分钟未处理的任务 2、考虑订单服务可能集群部署,为避免重复发送任务使用乐观锁的方式每次从任务列表取出要处理的任务 3、任务发送完毕更新任务发送时间
2)乐观锁取任务:考虑订单服务将来会集群部署,为了避免任务在1分钟内重复执行,这里使用乐观锁,实现思路如下:1) 每次取任务时判断当前版本及任务id是否匹配,如果匹配则执行任务,如果不匹配则取消执行。2) 如果当前版本和任务Id可以匹配到任务则更新当前版本加1.