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基于tcc分布式事务解决方案,分布式事务模型有哪些

时间:2023-05-05 12:31:20 阅读:204202 作者:86

分布式事务协议的背景

 之前几篇讲的是关于分布式的相关事项,今天我们用一个电商系统的样例来讲述分布式事务的工作。

1. 业务场景介绍

 假设现在有一个电商系统,里面有一个支付订单的场景。如下图:


 那对一个订单支付之后,我们需要做下面的步骤:

更改订单的状态为“已支付”扣减商品库存给会员增加积分创建销售出库单通知仓库发货

2.实现TCC分布式事务的效果

 TCC分布式事务要求的就是[1] 订单服务-修改订单状态,[2] 库存服务-扣减库存,[3] 积分服务-增加积分,[4] 仓储服务-创建销售出库单这四个步骤,要么全部成功,要么全部失败。原子性,不允许有些成功,有些失败,必须是一个整体性的事务。

 举个例子,现在订单的状态都修改为“已支付”了,结果库存服务扣减库存失败。那个商品的库存原来是 100 件,现在卖掉了 2 件,本来应该是 98 件了。

 结果呢?由于库存服务操作数据库异常,导致库存数量还是 100。这不是在坑人么,当然不能允许这种情况发生了!

 但是如果你不用 TCC 分布式事务方案的话,就用个 Spring Cloud 开发这么一个微服务系统,很有可能会干出这种事儿来。

 失败的样例情况如下图:

 要满足分布式事务,其逻辑应该为:

3.TCC分布式事务落地实现

TCC 实现阶段一:Try

 首先,订单服务那儿,它的代码大致来说应该是这样子的:

public class OrderService { // 库存服务 @Autowired private InventoryService inventoryService; // 积分服务 @Autowired private CreditService creditService; // 仓储服务 @Autowired private WmsService wmsService; // 对这个订单完成支付 public void pay(){ //对本地的的订单数据库修改订单状态为"已支付" orderDAO.updateStatus(OrderStatus.PAYED); //调用库存服务扣减库存 inventoryService.reduceStock(); //调用积分服务增加积分 creditService.addCredit(); //调用仓储服务通知发货 wmsService.saleDelivery(); }}

 上面的操作就是订单服务完成本地数据库操作之后,通过 Spring Cloud 的 Feign 来调用其他的各个服务罢了。但是这也不能实现TCC分布式事务的操作,我们来做下修改。

 首先,上面那个订单服务先把自己的状态修改为:OrderStatus.UPDATING。 这个状态是个没有任何含义的这么一个状态,代表有人正在修改这个状态罢了。

 这是啥意思呢?也就是说,在 pay() 那个方法里,你别直接把订单状态修改为已支付啊!你先把订单状态修改为 UPDATING,也就是修改中的意思。然后呢,库存服务直接提供的那个 reduceStock() 接口里,也别直接扣减库存啊,你可以是冻结掉库存。

 举个例子,本来你的库存数量是 100,你别直接 100 - 2 = 98,扣减这个库存!你可以把可销售的库存:100 - 2 = 98,设置为 98 没问题,然后在一个单独的冻结库存的字段里,设置一个 2。也就是说,有 2 个库存是给冻结了。

 积分服务的 addCredit() 接口也是同理,别直接给用户增加会员积分。你可以先在积分表里的一个预增加积分字段加入积分。比如:用户积分原本是 1190,现在要增加 10 个积分,别直接 1190 + 10 = 1200 个积分啊! 你可以保持积分为 1190 不变,在一个预增加字段里,比如说 prepare_add_credit 字段,设置一个 10,表示有 10 个积分准备增加。

 仓储服务的 saleDelivery() 接口也是同理啊,你可以先创建一个销售出库单,但是这个销售出库单的状态是“UNKNOWN”。也就是说,刚刚创建这个销售出库单,此时还不确定它的状态是什么呢!

 上面这套改造接口的过程,其实就是所谓的 TCC 分布式事务中的第一个 T 字母代表的阶段,也就是 Try 阶段。

总结上述过程,如果你要实现一个 TCC 分布式事务,首先你的业务的主流程以及各个接口提供的业务含义,不是说直接完成那个业务操作,而是完成一个 Try 的操作。

这个操作,一般都是锁定某个资源,设置一个预备类的状态,冻结部分数据,等等,大概都是这类操作。

用一张图来表示就是:

TCC 实现阶段二:Confirm

 然后就分成两种情况了,第一种情况是比较理想的,那就是各个服务执行自己的那个 Try 操作,都执行成功了!

 这个时候,就需要依靠 TCC 分布式事务框架来推动后续的执行了。这里简单提一句,如果你要玩儿 TCC 分布式事务,必须引入一款 TCC 分布式事务框架,比如国内开源的 ByteTCC、Himly、TCC-transaction。

否则的话,感知各个阶段的执行情况以及推进执行下一个阶段的这些事情,不太可能自己手写实现,太复杂了。

如果你在各个服务里引入了一个 TCC 分布式事务的框架,订单服务里内嵌的那个 TCC 分布式事务框架可以感知到,各个服务的 Try 操作都成功了。

此时,TCC 分布式事务框架会控制进入 TCC 下一个阶段,第一个 C 阶段,也就是 Confirm 阶段。

为了实现这个阶段,你需要在各个服务里再加入一些代码。比如说,订单服务里,你可以加入一个 Confirm 的逻辑,就是正式把订单的状态设置为“已支付”了,大概是类似下面这样子:

public class OrderServiceConfirm { public void pay(){ orderDao.updateStatus(OrderStatus.PAYED); }}

 库存服务也是类似的,你可以有一个 InventoryServiceConfirm 类,里面提供一个 reduceStock() 接口的 Confirm 逻辑,这里就是将之前冻结库存字段的 2 个库存扣掉变为 0。 这样的话,可销售库存之前就已经变为 98 了,现在冻结的 2 个库存也没了,那就正式完成了库存的扣减。

 积分服务也是类似的,可以在积分服务里提供一个 CreditServiceConfirm 类,里面有一个 addCredit() 接口的 Confirm 逻辑,就是将预增加字段的 10 个积分扣掉,然后加入实际的会员积分字段中,从 1190 变为 1120。

 仓储服务也是类似,可以在仓储服务中提供一个 WmsServiceConfirm 类,提供一个 saleDelivery() 接口的 Confirm 逻辑,将销售出库单的状态正式修改为“已创建”,可以供仓储管理人员查看和使用,而不是停留在之前的中间状态“UNKNOWN”了。

 好了,上面各种服务的 Confirm 的逻辑都实现好了,一旦订单服务里面的 TCC 分布式事务框架感知到各个服务的 Try 阶段都成功了以后,就会执行各个服务的 Confirm 逻辑。订单服务内的 TCC 事务框架会负责跟其他各个服务内的 TCC 事务框架进行通信,依次调用各个服务的 Confirm 逻辑。然后,正式完成各个服务的所有业务逻辑的执行。

同样,给大家来一张图,顺着图一起来看看整个过程:

TCC 实现阶段三:Cancel

 举个例子:在 Try 阶段,比如积分服务吧,它执行出错了,此时会怎么样?

 那订单服务内的 TCC 事务框架是可以感知到的,然后它会决定对整个 TCC 分布式事务进行回滚。也就是说,会执行各个服务的第二个 C 阶段,Cancel 阶段。同样,为了实现这个 Cancel 阶段,各个服务还得加一些代码。

 首先订单服务,它得提供一个 OrderServiceCancel 的类,wzdlm有一个 pay() 接口的 Cancel 逻辑,就是可以将订单的状态设置为“CANCELED”,也就是这个订单的状态是已取消。库存服务也是同理,可以提供 reduceStock() 的 Cancel 逻辑,就是将冻结库存扣减掉 2,加回到可销售库存里去,98 + 2 = 100。积分服务也需要提供 addCredit() 接口的 Cancel 逻辑,将预增加积分字段的 10 个积分扣减掉。仓储服务也需要提供一个 saleDelivery() 接口的 Cancel 逻辑,将销售出库单的状态修改为“CANCELED”设置为已取消。

 然后这个时候,订单服务的 TCC 分布式事务框架只要感知到了任何一个服务的 Try 逻辑失败了,就会跟各个服务内的 TCC 分布式事务框架进行通信,然后调用各个服务的 Cancel 逻辑。

大家看看下面的图,直观的感受一下:

4.总结与思考
 TCC分布式事务:首先需要选择某种 TCC 分布式事务框架,各个服务里就会有这个 TCC 分布式事务框架在运行。

然后你原本的一个接口,要改造为 3 个逻辑,Try-Confirm-Cancel:

1) 先是服务调用链路依次执行 Try 逻辑。2) 如果都正常的话,TCC 分布式事务框架推进执行 Confirm 逻辑,完成整个事务。3) 如果某个服务的 Try 逻辑有问题,TCC 分布式事务框架感知到之后就会推进执行各个服务的 Cancel 逻辑,撤销之前执行的各种操作。

最后,再给大家来一张图,来看看给我们的业务,加上分布式事务之后的整个执行流程:

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