最近的工作主要是微服务框架的设计与开发,期间要解决多个微服务的分布式事务问题,由于要解决的主要场景是用spring boot写的java项目,最终选择了业界成熟的servicecomb-saga方案,这里稍微记录下以备忘。

为何会有分布式事务

这里不作深入叙述,网上有相当好的参考资料-聊聊分布式事务,再说说解决方案

为何选择saga方案

参考聊聊分布式事务,再说说解决方案,可以看到

  1. 两阶段提交方案实现较复杂,而且对性能影响太大;
  2. TCC方案好像只有阿里内部在大规模使用;
  3. 本地消息表方案消息表会耦合到业务系统,不太优雅;
  4. MQ事务消息方案依赖于有事务消息的MQ中间件。

最后好像也只好选择saga方案,另外有了servicecomb-saga后,spring-boot应用要使用分布式事务还是挺容易的。

servicecomb-saga的架构

servicecomb-saga的架构可直接参考其官方文档,写得还是比较详细的。

概览

Pack中包含两个组件,即 alphaomega

  • alpha充当协调者的角色,主要负责对事务的事件进行持久化存储以及协调子事务的状态,使其得以最终与全局事务的状态保持一致。
  • omega是微服务中内嵌的一个agent,负责对网络请求进行拦截并向alpha上报事务事件,并在异常情况下根据alpha下发的指令执行相应的补偿操作。

Pack Architecture

Omega内部运行机制

omega是微服务中内嵌的一个agent。当服务收到请求时,omega会将其拦截并从中提取请求信息中的全局事务id作为其自身的全局事务id(即Saga事件id),并提取本地事务id作为其父事务id。在预处理阶段,alpha会记录事务开始的事件;在后处理阶段,alpha会记录事务结束的事件。因此,每个成功的子事务都有一一对应的开始及结束事件。

Omega Internal

服务间通信流程

服务间通信的流程与Zipkin的类似。在服务生产方,omega会拦截请求中事务相关的id来提取事务的上下文。在服务消费方,omega会在请求中注入事务相关的id来传递事务的上下文。通过服务提供方和服务消费方的这种协作处理,子事务能连接起来形成一个完整的全局事务。

Inter-Service Communication

具体处理流程

成功场景

成功场景下,每个开始的事件都会有对应的结束事件。

Successful Scenario

异常场景

异常场景下,omega会向alpha上报中断事件,然后alpha会向该全局事务的其它已完成的子事务发送补偿指令,确保最终所有的子事务要么都成功,要么都回滚。

Exception Scenario

超时场景

超时场景下,已超时的事件会被alpha的定期扫描器检测出来,与此同时,该超时事务对应的全局事务也会被中断。

Timeout Scenario

使用servicecomb-saga

下面的过程也是参考官方文档,但由于我这里使用mysql数据库作为底层数据库,修改了少量操作。

准备环境

  1. 安装JDK 1.8

  2. 安装Maven 3.x

编译

获取源码:

$ git clone https://github.com/apache/incubator-servicecomb-saga.git
$ cd incubator-servicecomb-saga

构建mysql的可执行文件:

$ mvn clean install -DskipTests -Pmysql

创建数据库

创建数据库并给予用户访问该数据库的权限

$ mysql
mysql> create database saga default character set utf8;
mysql> GRANT ALL PRIVILEGES ON saga.* to 'saga'@'localhost' identified by '123456';
mysql> flush priveleges;
mysql> exit

启动alpha-server

直接使用java命令启动alpha-server

java -Dspring.profiles.active=mysql -D"spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/saga?useSSL=false" -D"spring.datasource.username=saga" -D"spring.datasource.password=123456"  -jar alpha/alpha-server/target/saga/alpha-server-0.3.0-SNAPSHOT-exec.jar

配置Omega

按照servicecomb-saga的架构,所有支持分布式事务的spring-boot应用须配置Omega。其实也比较简单,大概有以下这些步骤。

引入Saga的依赖

应用的pom.xml配置文件中引入servicecomb-saga的依赖

    <dependency>
      <groupId>org.apache.servicecomb.saga</groupId>
      <artifactId>omega-spring-starter</artifactId>
      <version>0.3.0-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.apache.servicecomb.saga</groupId>
      <artifactId>omega-transport-resttemplate</artifactId>
      <version>0.3.0-SNAPSHOT</version>
    </dependency>

添加Saga的注解及相应的补偿方法

以一个转账应用为例:

  1. 在应用入口添加 @EnableOmega 的注解来初始化omega的配置并与alpha建立连接。
   @SpringBootApplication
   @EnableOmega
   public class Application {
     public static void main(String[] args) {
       SpringApplication.run(Application.class, args);
     }
   }
  1. 在全局事务的起点添加 @SagaStart 的注解。
   @SagaStart(timeout=10)
   public boolean transferMoney(String from, String to, int amount) {
     transferOut(from, amount);
     transferIn(to, amount);
   }

注意: 默认情况下,超时设置需要显式声明才生效。

  1. 在子事务处添加 @Compensable 的注解并指明其对应的补偿方法。
   @Compensable(timeout=5, compensationMethod="cancel")
   public boolean transferOut(String from, int amount) {
     repo.reduceBalanceByUsername(from, amount);
   }
   
   public boolean cancel(String from, int amount) {
     repo.addBalanceByUsername(from, amount);
   }

注意: 实现的服务和补偿必须满足幂等的条件。

注意: 默认情况下,超时设置需要显式声明才生效。

注意: 若全局事务起点与子事务起点重合,需同时声明 @SagaStart@Compensable 的注解。

  1. 对转入服务重复第三步即可。

配置omega的spring配置项

application.properties中添加下面的配置项:

alpha.cluster.address=127.0.0.1:8080 #这个指向alpha server的grpc地址

然后就可以运行相关的微服务了,可通过访问http://127.0.0.1:8090/events 来查询所有的saga事件信息。

总结

本篇只大概介绍了下servicecomb-saga的使用过程,主要内容都是参考其官方文档,其实也花了些时间走读它的源码,对其实现原理有一定了解了,后面抽时间再写一篇具体分析其源代码。

参考

  1. https://github.com/apache/incubator-servicecomb-saga/blob/master/docs
  2. https://www.cnblogs.com/savorboard/p/distributed-system-transaction-consistency.html