分佈式事務原理及方案

一.一致性理論

分佈式事務目的是保障分庫數據的一致性

1.CAP理論

CAP原則又稱CAP定理,指的是在一個分佈式系統中, Consistency(一致性)、 Availability(可用性)、Partition tolerance(分區容錯性),三者不可得兼。
在這裏插入圖片描述

  • 一致性(C):在分佈式系統中的所有數據備份,在同一時刻是否同樣的值。(等同於所有節點訪問同一份最新的數據副本)
  • 可用性(A):在集羣中一部分節點故障後,集羣整體是否還能響應客戶端的讀寫請求。(對數據更新具備高可用性)
  • 分區容忍性(P):以實際效果而言,分區相當於對通信的時限要求。系統如果不能在時限內達成數據一致性,就意味着發生了分區的情況,必須就當前操作在C和A之間做出選擇。

2.BASE 理論

核心思想:

  • 基本可用(BasicallyAvailable):指分佈式系統在出現故障時,允許損失部分的可用性來保證核心可用。
  • 軟狀態(SoftState):指允許分佈式系統存在中間狀態,該中間狀態不會影響到系統的整體可用性。
  • 最終一致性(EventualConsistency):指分佈式系統中的所有副本數據經過一定時間後,最終能夠達到一致的狀態。

3.一致性模型

數據的一致性模型可以分成以下 3 類:

  • 強一致性:數據更新成功後,任意時刻所有副本中的數據都是一致的,一般採用同步的方式實現。
  • 弱一致性:數據更新成功後,系統不承諾立即可以讀到最新寫入的值,也不承諾具體多久之後可以讀到。
  • 最終一致性:弱一致性的一種形式,數據更新成功後,系統不承諾立即可以返回最新寫入的值,但是保證最終會返回上一次更新操作的值。

二.分佈式事務解決方案

  • XA 方案(強一致性)
  • TCC 方案(最終一致性)
  • 本地消息表(最終一致性)
  • 可靠消息方案(最終一致性)
  • 最大努力通知方案(弱一致性)
  • 混合方案以及變種(最終一致性)
  • seata 阿里開源分佈式事務中間件

1.XA 方案

所謂XA方案,即:兩階段提交;現在微服務很火,每個微服務有自己的庫,微服務之間通過rpc或restful-api交互,總之不可能讓你訪問人家的庫,所以XA方案已經不再適用,這裏不再討論

2.TCC 方案

TCC 的全稱是:Try、Confirm、Cancel。

  • Try 階段:這個階段說的是對各個服務的資源做檢測以及對資源進行鎖定或者預留。
  • Confirm 階段:這個階段說的是在各個服務中執行實際的操作。
  • Cancel 階段:如果任何一個服務的業務方法執行出錯,那麼這裏就需要進行回滾操作,就是執行try操作的反操作。

主服務分別調用從服務的try接口,如果所有try成功,則進入confirm階段,如果有失敗,則進入cancel階段

注意點:

  • try成功,confirm一定能成功,就是說cancel只是針對try的
  • confirm和cancel必須具有冪等性

3.本地消息表

是國外的 ebay 提出的一套思想,前提是從業務的冪等性和一定會成功(如果失需要人工干預就比較麻煩),就是說不需要回滾最好

  1. A 系統在自己本地一個事務裏操作同時,插入一條數據到消息表;
  2. 接着 A 系統將這個消息發送到 MQ 中去;
  3. B 系統接收到消息之後,在一個事務裏,往自己本地消息表裏插入一條數據,同時執行其他的業務操作,並保證不會重複處理消息;
  4. B 系統執行成功之後,就會更新自己本地消息表的狀態以及 A 系統消息表的狀態;
  5. 如果 B 系統處理失敗了,那麼就不會更新A消息表狀態,那麼此時 A 系統會定時掃描自己的消息表,如果有未處理的消息,會再次發送到 MQ 中去,讓 B 再次處理;
  6. 這個方案保證了最終一致性,哪怕 B 事務失敗了,但是 A 會不斷重發消息,直到 B 那邊成功爲止。

4.可靠消息最終一致性方案

和上面差不多,如果使用的mq是支持事務的,比如rocketMQ,那麼就可以不用本地表和本地定時任務掃描了,MQ可以保證消息一定會送達至少一次;
如果從業務一定會成功,那麼此種方案是最簡單的了。

5.最大努力通知方案

類似支付寶訂單支付狀態的異步通知,支付寶24小時通知下游系統12次,如果最終沒有通知成功,那麼就不管了,下游可以通過主動查詢的機制查詢。

6.混合方案以及變種

結合可靠消息和tcc思想實現,需要rocketMQ事務和延遲消息的支持,不再文字闡述,直接上流程圖

1. 同步
在這裏插入圖片描述

2. 異步
在這裏插入圖片描述

7.seata

Seata 是一款開源的分佈式事務解決方案,致力於提供高性能和簡單易用的分佈式事務服務。Seata 將爲用戶提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事務模式,爲用戶打造一站式的分佈式解決方案。

可以參考我的另一篇博客
seata學習

三.參考網站

https://www.zhihu.com/question/64921387/answer/225784480
https://cloud.tencent.com/developer/article/1442601
https://www.jianshu.com/p/2838890f3284
https://www.jianshu.com/p/7ebe567c7135

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