面試官問到分布式事務?這樣回答就對了!
小王面試某互聯網公司高級開發崗位,介紹項目的時候,談到公司業務量和研發團隊暴增后,自己主導完成公司項目的架構升級,從傳統的單體架構升級到微服務架構,面試官接下來就問了一道經典面試題:你們架構升級過程中,分布式事務是如何解決的?請介紹一下。
看重點
主要圍繞三個大方向:
1. 事務相關概念介紹;
2. 分布式事務常見方案;
3. 柔性事務之最大努力通知型落地實現;
1.事務相關概念介紹
事務是一系列的動作,它們綜合在一起才是一個完整的工作單元,這些動作必須全部完成,如果有一個失敗的話,那么事務就會回滾到最開始的狀態,仿佛什么都沒發生過一樣。
單事務概念
應用多次數據庫操作,通過用事務進行管理,來保證ACID原則。
原子性(A):操作這些指令時,要么全部執行成功,要么全部不執行。只要其中一個指令執行失敗,所有的指令都執行失敗,數據進行回滾,回到執行指令前的數據狀態。
一致性(C):事務的執行使數據從一個狀態轉換為另一個狀態,事務在執行之前和之后,數據庫都必須處于一致性狀態。
隔離性(I):在該事務執行的過程中,無論發生的任何數據的改變都應該只存在于該事務之中,對外界不存在任何影響。只有在事務確定正確提交之后,才會顯示該事務對數據的改變。其他事務才能獲取到這些改變后的數據。
持久性(D):當事務正確完成后,它對于數據的改變是永久性的。
分布式事務概念
- 單應用內部調用(多個數據源調用,操作多個庫)以某業務的動態折扣業務場景為例:動態折扣規則-運營后臺配置(配置庫)用戶享受的動態折扣-用戶折扣記錄(按userId分片的分片庫,120個)
- 涉及多應用調用(有可能操作同一個數據源,也有可能操作不同的數據源)以某業務用戶抵扣可用優惠場景為例:用戶 -> 查詢可用優惠 -> 支付訂單 -> 調用動態折扣系統抵扣 -> 調用優惠券系統抵扣
CAP理論
C:一致性,數據一致性:強一致性、弱一致性、最終一致性。
強一致性:流程涉及的各個環節數據必須實時一致性
弱一致性:流程涉及的各個環節數據允許存在部分數據不一致
最終一致性:允許存在中間狀態,只要求經過一段時間后,數據最終是一致的
A:可用性:系統提供的服務必須一直處于可用的狀態,對于用戶的每一個操作請求總是能夠在有限的時間內返回結果。
P:分區容錯性(一定會存在):分布式系統在遇到任何網絡分區故障時,仍然需要能夠保證對外提供滿足一致性和可用性的服務。
無法同時滿足CAP,常見組合:AP:互聯網業務 CP:金融業務
base理論
base理論是CAP理論中AP方案的延伸,核心思想是即時無法做到強一致性,但每個應用都可以根據自身業務特點,采用適當的方式來使系統達到最終一致性。
Basically Available(基本可用)Soft state(軟狀態,中間狀態)Eventually consistent(最終一致性)
2.分布式事務常見方案
分布式場景下,多個服務同時對服務一個流程,比如電商下單場景,需要支付服務進行支付、庫存服務扣減庫存、訂單服務進行訂單生成、物流服務更新物流信息等。如果某一個服務執行失敗,或者網絡不通引起的請求丟失,那么整個系統可能出現數據不一致的原因。
常見方案:
1. 設計方案盡可能規避分布式事務方案(相似的業務放在一起,不要過度拆分)
2. 強事務(CP, 低并發短事務)和柔性事務(AP,高性能)
強事務:滿足CP理論,XA協議(2PC、JTA、JTS)、3PC,但由于同步阻塞,處理效率低,適合低并發、短事務業務。
2PC:Seeta(AT)、LCN(2PC),適合分布式系統 JTA:atomikos(適合單系統多數據源)
柔性事務:滿足AP,base理論,適合異步更新數據,并且對數據的實時性要求較低的場景,主要分為: .補償型(TCC、saga) .最大努力通知型(MQ、本地消息表) .異步確保型(MQ、本地消息表)
實現方式:TCC(seeta-tcc,lcn-tcc)、Saga(seeta-saga狀態機模式、Aop模式)、本地事務消息、事務消息MQ
互聯網業務,一般的流量比較大,涉及很多高并發場景,我們一般采用柔性事務,這樣系統的性能好。
3.柔性事務之最大努力通知型落地實現
互聯網應用最廣泛:
- 重試:通過本地消息表+job重試對賬+下游(接口冪等、提供接口的校驗)+(打印日志+告警+人工介入補償)基于本地消息表實現分布式事務基于mq實現柔性分布式事務。
- 回滾:1)程序捕獲異常,調用回滾代碼 2)發送回滾MQ,各個系統消費MQ,調用本地回滾方法。