使用 Pulsar 事务确保 Exactly-Once 处理的艺术

Pulsar 事务：保障分布式系统的 Exactly-Once 处理

简介

想象一下，你在一家银行工作，负责处理转账。当客户提出转账请求时，银行需要确保资金要么成功转入收款人账户，要么根本不转入，以避免重复或部分转账的情况。这种保证称为 Exactly-Once 处理，在分布式系统中至关重要。

Pulsar，一个强大的流处理平台，通过其事务 API 提供了跨主题的 Exactly-Once 语义。本文将深入探讨 Pulsar 事务的运作机制，并指导你如何利用它们在应用程序中实现 Exactly-Once 保证。

Pulsar 事务：原子性操作

Pulsar 事务允许你将一系列操作打包成一个原子单元。这意味着，要么所有操作都执行成功，要么所有操作都回滚。这确保了消息要么被成功处理，要么被丢弃，不会出现部分处理或重复处理。

要启动事务，需要创建一个 TransactionCoordinator 对象。TransactionCoordinator 负责管理事务生命周期，协调不同参与者之间的交互。在事务期间，生产者可以将消息发送到主题，并附带事务 ID 作为消息属性。

消费者可以通过使用 TransactionConsumer 对象来处理消息。TransactionConsumer 会从主题中拉取消息并处理它们。处理完成后，消费者可以提交或中止事务。提交事务会永久保存处理结果，而中止事务会回滚所有操作。

Exactly-Once 语义的实现

Pulsar 事务采用两阶段提交协议来实现 Exactly-Once 语义。

第一阶段：

• 生产者将消息发送到主题，并包含事务 ID。
• 消费者从主题中拉取消息。

第二阶段：

• 消费者处理消息。
• 如果处理成功，消费者向 TransactionCoordinator 发送提交请求。
• TransactionCoordinator 向所有参与者发送提交请求。
• 如果所有参与者都成功提交，TransactionCoordinator 提交事务。
• 如果有任何参与者失败，TransactionCoordinator 中止事务。

Pulsar 事务实战

以下是使用 Pulsar 事务的步骤：

1. 创建 TransactionCoordinator 对象。
2. 启动事务。
3. 将消息发送到主题。
4. 创建 TransactionConsumer 对象。
5. 从主题拉取消息。
6. 处理消息。
7. 提交或中止事务。

代码示例

TransactionCoordinator transactionCoordinator = client.newTransactionCoordinatorBuilder().build();

// 启动事务
Transaction txn = transactionCoordinator.newTransaction();

// 发送消息
Producer producer = client.newProducer().topic("my-topic").create();
producer.newMessage().value("my-message").property("transaction-id", txn.id()).send();

// 消费消息
Consumer consumer = client.newConsumer().topic("my-topic").subscriptionName("my-subscription").subscribe();
ConsumerRecord<byte[], byte[]> message = consumer.poll(1000);

// 处理消息
String messageValue = new String(message.getValue());

// 提交或中止事务
if (messageValue.equals("success")) {
    transactionCoordinator.commit(txn);
} else {
    transactionCoordinator.abort(txn);
}

总结

Pulsar 事务为分布式系统提供了实现 Exactly-Once 处理的强大机制。通过利用 Pulsar 事务 API，你可以确保消息生产和确认的原子性操作，即使遇到故障或错误。本文提供了 Pulsar 事务的全面概述，并指导你如何将它们应用于你的应用程序。

常见问题解答

• Pulsar 事务是否适用于所有消息类型？
  是的，Pulsar 事务适用于所有类型的消息，包括二进制和 JSON 消息。

• TransactionCoordinator 在事务中的作用是什么？
  TransactionCoordinator 管理事务的生命周期，协调参与者之间的交互，并决定事务的提交或中止。

• 如果 TransactionCoordinator 崩溃，会发生什么？
  TransactionCoordinator 崩溃会导致所有活动的交易中止。

• Pulsar 事务与传统数据库中的事务有什么不同？
  Pulsar 事务是分布式的，而传统数据库中的事务是集中的。这使得 Pulsar 事务更适合处理分布式系统中的 Exactly-Once 需求。

• 如何监控 Pulsar 事务？
  Pulsar 提供了内置指标，允许你监控事务的性能和健康状况。