Question

如何通过消息队列实现分布式事物

Answer 1

我们从一个简单的团念握实例入手. 基本所有互联网应用都会有用户注册的功能. 在这个例子中, 我们对于用户注册有两步操作:
1. 注册成功, 保存用户信息.
2. 需要给用户发放一张代金券, 目的是鼓励用户进行消费.
如果是一个单一架构应用, 实现这个功能非常简单: 在一个本地事务里塌庆, 往用户表插一条记录, 并且在代金券表里插一条记录, 提交事务就完成了. 但是如果我们的应用是用微服务实现的, 可能用户和代金券是两个独立的服务, 他们有各自的应用和数据库, 那么就没有办法简单的使用本地事务来保证操作的原子性了. 现在来看看如何使用事件机制和消息队列来实现这个需求.(我在这里使用的消息队列是kafka, 原理同样适用于ActiveMQ/RabbitMQ等其他队列)

我们会为用户注册这个操作创建一个事件, 该事件就叫做用户创建事件(USER_CREATED). 用户服务成功保存用户记录后, 会发送用户创建事件到消息队列, 代金券服务会监听用户创建事件, 一旦接收到该事件, 代金券服务就会在自己的数据库中为该用户创建一张代金券. 好了, 这些步骤看起来都相当的简单直观, 但是怎么保证事务的原子性呢? 考虑下面这两个场景:
1. 用户服务在保存用户记录, 还没来得及向消息队列发送消息之前就宕机了. 怎么保证用户创建事件一定发送到消息队列了?
2. 代金券服务接收到用户创建事件, 还没来得及处理事件就宕机了. 重新启动之后如何消费之前的用户创建事件?
这两个问题的本质是: 如何让操作数据库和操作消息高野队列这两个操作成为一个原子操作. 不考虑2PC, 这里我们可以通过事件表来解决这个问题. 下面是类图.

EventPublish是记录待发布事件的表. 其中:
id: 每个事件在创建的时候都会生成一个全局唯一ID, 例如UUID.
status: 事件状态, 枚举类型. 现在只有两个状态: 待发布(NEW), 已发布(PUBLISHED).
payload: 事件内容. 这里我们会将事件内容转成json存到这个字段里.
eventType: 事件类型, 枚举类型. 每个事件都会有一个类型, 比如我们之前提到的创建用户USER_CREATED就是一个事件类型.
EventProcess是用来记录待处理的事件. 字段与EventPublish基本相同.

我们首先看看事件的发布过程. 下面是用户服务发布用户创建事件的顺序图.
1. 用户服务在接收到用户请求后开启事务, 在用户表创建一条用户记录, 并且在EventPublish表创建一条status为NEW的记录, payload记录的是事件内容, 提交事务.
2. 用户服务中的定时器首先开启事务, 然后查询EventPublish是否有status为NEW的记录, 查询到记录之后, 拿到payload信息, 将消息发布到kafka中对应的topic.
发送成功之后, 修改数据库中EventPublish的status为PUBLISHED, 提交事务.