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分布式事务1理论篇

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很久没写过了,写这个系列是因为工作中常年碰到。

先介绍下理论
再介绍下支付宝常用的DTX和XTC我看看我挑一个讲讲
再介绍下业内我知道的常用的几个实时的方案,毕竟大家其实不会去用阿里的技术,阿里技术也不是标杆
最后说下笔者所在的业务线常用的方案

分布式事务目前已知的解法都是无限降低出问题的可能性,但其实没有根治的方案。另外所有的解决方案你会发现一个问题:问题出概率越低的方案,系统性能越差,运维成本就越高。出概率高的方案,系统性能约好,运维成本越低。所以在实际实施过程中,一定要根据自己的业务场景来选择,不要过分追求系统稳定性和数据的准确性,这会付出极大的代价和成本。

笔者在阿里,负责国际事业部线上的电子商务的资金流。此类问题非常常见。
比如:一次线上用户钱包支付行为,核心设计的领域有3个,
资产域:负责管理个人用户资产的,这里除了基于账务的做的资金资产,还有营销的券资产,升值还有卡资产(用户的信用卡,储蓄卡等)。
账务域:这个就好理解了,资产域基于账务域就能形成一个个人账务资产的模型。
清结算+网关域:放在一起来说吧,主要是负责和支付机构或者银行打交道,屏蔽掉外部机构复杂的交互流程。

一次支付行为分解成一下几个步骤:
1.指令到资产域,资产域定位具体用户,并准备调用下面2支撑域来完成这个业务操作。
2.资产调用账务,完成对个人账户的资产扣减。
3.资产域将指令发给清结算网关域,清结算网关收到后,准备好指令。(一般发送给机构是异步的,毕竟你想想如果每笔转账都收费,那肯定比较划算的做法是:先将今天的指令全部缓冲,然后再发给机构)。

这里的分布式事务就是 账务和清结算网关必需要一起成功。不能账务扣减了,但转账指令没有发给机构,或者转账指令发给机构了,但账务没扣减。

由此我们归纳出一个ACID理论:
Atomicity:原子性(要么全部执行,要么全部都不执行)
Consistency:一致性(数据库只有一个状态,不存在未确定状态)
Isolation:隔离性(事务之间互不干扰)
Durability: 永久性(事务一旦提交,数据库记录永久不变)这条纯属多余,这个都做不到那还搞什么。主要是上面3个问题要解开。

方案一:2PC俩阶段提交
这里首先要引入2个角色:协调者和参与者。

从方案名字就知道是分2阶段完成。
准备阶段:协调者询问所有参与者是否都做完了除提交外所有事情。
提交阶段:协调者在上面阶段收到所有肯定回答后,让所有参与者都提交。如果不是全部的肯定回答,就让所有参与者回滚。

问题:1.协调者是单点
     2.性能问题:我都不觉得这是个问题,你都决定要分布式事务了,还担心这玩意,后面只会更差,但还是有其它方案会比2PC更好,当然是牺牲某些特性的前提下。
     3.数据不一致:所以说吧,根本无法根治。这条明显就破坏了原子性原则。什么情况呢?就是在阶段2时候如果协调者发给参与者的通知丢了,比如网络问题是吧。针对这个问题其实最简单有效且成本低的方案(这里低成本是指对软件开发者来说),就是把这2个领域应用部署到一个机房,更夸张的是,部署到一个物理机上(针对集群,可以尽量让2个调用优先在一台机器上跑,这个可以做到的)。

方案二:3PC阶段提交
性能更差的来了,其实看完就知道还是会违反原子性,无非就是降低了发生问题的概率而已。这个方案我觉得在丧失了这么大性能,更可怕的是对代码维护成本更高,得到了这么点的提升稳定性的保障,还不如部署在一个机房性价比更高。放心,线上网络和机器没那么容易挂。

参与角色还是:协调者和参与者,当然为了解决单点问题,可以引入选举机制,但我觉得这不是重点。

分成了3个阶段:
canCommit:其实就是去预占资源,占不到就等着,或者退出。(等着或者退出没有强制规定,自己决定即可)。
preCommit:就是之前的准备阶段,完成了除事务提交外,所有的事情。
doCommit:提交事务。

引入超时机制:比如在参与者完成preCommit后,迟迟没有收到(具体多久一般自己定)doCommit信号,你就可以认为大家都完成了doCommit,那我还是doCommit吧。
引入了选举机制:前面解释过了

性能更差,但说白了,能提升多少成功率,我觉得性价比不高。

方案三:TCC
没有协调者和参与者这种概念,简化成了调用方和被调用方。

一阶段Try行为:
调用方会分别调用多个被调用方,只有当多个被调用方都返回成功的时候,才会执行confirm操作,否则就执行cancel,这个阶段其实就是一个检查资源和锁定资源的操作,在真正执行前的一个冻结操作。
二阶段Confirm行为:
使用预留的资源,完成真正的业务操作,要求Try成功Confirm一定也是要成功的。要是个别或者全部confirm失败了或者调用超时了,和try阶段不同的是在confirm阶段不会做回滚操作,而是将所有的confirm进行重试,如果超过重试次数,则必须告警通知人工进行处理。
二阶段Cancel行为:
这个阶段是释放预留资源的阶段,只有在try阶段失败或者异常的情况下才会执行cancel操作。而且这里只对try步骤中已经成功的被调用者进行cannel处理,同时这个步骤失败也会重试。
TCC是柔性事务,解决了2PC中全局资源锁定导致效率低下的问题。

好了上面全是理论,下
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