在分布式系统中使用消息中间件实现分布式事务

见解分享

2023-11-24 02:24:13

分布式事务：消息中间件实现指南

协调分布式系统的关键

在分布式系统中，分布式事务至关重要。当多个独立服务或资源参与一项操作时，它们必须要么全部成功，要么全部失败。这保证了系统的一致性，防止了数据丢失、完整性问题和其他不可预期的错误。

消息中间件的优势

消息中间件是一种流行的解决方案，用于协调分布式事务。它提供了一种可靠且可扩展的方法，用于在不同服务之间交换消息。利用消息中间件，即使参与者位于不同的系统或物理位置，我们也可以实现分布式事务。

2PC 协议：两阶段提交

2PC 是实现分布式事务的最常用的协议。它涉及两个阶段：

准备阶段： 协调器向参与者发送准备请求。参与者执行本地操作并准备提交。
提交或中止阶段： 协调器向参与者发送提交或中止请求。如果协调器决定提交事务，参与者将提交其本地更改。如果协调器决定中止事务，参与者将回滚其本地更改。

基于消息中间件的 2PC 实现

使用消息中间件实现 2PC 的步骤如下：

创建协调器服务： 负责管理事务流程。
创建消息主题： 分别用于准备阶段和提交/中止阶段。
参与者注册： 参与者服务向协调器服务注册并订阅准备和提交/中止主题。
启动事务： 客户端向协调器服务发送事务请求。
准备阶段： 协调器服务向参与者发送准备消息。
等待准备响应： 协调器服务等待所有参与者的准备响应。
提交或中止： 根据所有参与者的响应，协调器服务发送提交或中止消息。
提交或中止本地操作： 参与者服务根据收到的消息提交或中止其本地操作。

// 协调器服务
public class CoordinatorService {

    private Map<String, Transaction> transactions;

    public void startTransaction(String transactionId) {
        transactions.put(transactionId, new Transaction());
    }

    public void prepareTransaction(String transactionId) {
        Transaction transaction = transactions.get(transactionId);
        for (Participant participant : transaction.getParticipants()) {
            participant.prepare();
        }
    }

    public void commitTransaction(String transactionId) {
        Transaction transaction = transactions.get(transactionId);
        for (Participant participant : transaction.getParticipants()) {
            participant.commit();
        }
    }

    public void abortTransaction(String transactionId) {
        Transaction transaction = transactions.get(transactionId);
        for (Participant participant : transaction.getParticipants()) {
            participant.abort();
        }
    }
}

// 参与者服务
public class ParticipantService {

    private Map<String, Transaction> transactions;

    public void register(CoordinatorService coordinatorService) {
        coordinatorService.addParticipant(this);
    }

    public void prepare(String transactionId) {
        Transaction transaction = transactions.get(transactionId);
        // 执行本地操作
    }

    public void commit(String transactionId) {
        Transaction transaction = transactions.get(transactionId);
        // 提交本地操作
    }

    public void abort(String transactionId) {
        Transaction transaction = transactions.get(transactionId);
        // 回滚本地操作
    }
}

事务补偿机制

有时，分布式事务无法成功提交。为了解决这个问题，我们可以使用事务补偿机制。补偿是一个在事务中止后执行的操作，它将系统恢复到事务开始之前的一致状态。

我们可以使用消息中间件实现事务补偿，通过将补偿操作发布到补偿主题。补偿服务订阅该主题并在收到补偿消息时执行必要的操作。

// 补偿服务
public class CompensationService {

    private Map<String, Transaction> transactions;

    public void register(CoordinatorService coordinatorService) {
        coordinatorService.addCompensationService(this);
    }

    public void compensate(String transactionId) {
        Transaction transaction = transactions.get(transactionId);
        // 执行补偿操作
    }
}