分佈式事務最終一致性經常使用方案

      目前的應用系統，不論是企業級應用仍是互聯網應用，最終數據的一致性是每一個應用系統都要面臨的問題，隨着分佈式的逐漸普及，數據一致性更加艱難，可是也很難有銀彈的解決方案，也並非引入特定的中間件或者特定的開源框架可以解決的，更多的仍是看業務場景，根據場景來給出解決方案。根據筆者最近幾年的瞭解，總結了幾個點，更多的應用系統在編碼的時候，更加關注數據的一致性，這樣系統纔是健壯的。

1、基礎理論

   目前關於事務的幾大理論包括：ACID事務特性，CAP分佈式理論，以及BASE等。ACID在數據庫事務中體現，CAP和BASE則是分佈式事務的理論，結合業務系統，例如訂單管理，例如倉儲管理等，能夠借鑑這些理論，從而解決問題。

一、ACID 特性

二、CAP特性

• C（一致性）一致性是指數據的原子性，在經典的數據庫中經過事務來保障，事務完成時，不管成功或回滾，數據都會處於一致的狀態，在分佈式環境下，一致性是指多個節點數據是否一致；
• A（可用性）服務一直保持可用的狀態，當用戶發出一個請求，服務能在必定的時間內返回結果；
• P（分區容忍性）在分佈式應用中，可能由於一些分佈式的緣由致使系統沒法運轉，好的分區容忍性，使應用雖然是一個分佈式系統，可是好像一個能夠正常運轉的總體

三、BASE特性

• BA: Basic Availability 基本業務可用性；
• S: Soft state 柔性狀態；
• E: Eventual consistency 最終一致性；

2、最終一致性的經常使用作法

一、單數據庫事務

      若是應用系統是單一的數據庫，那麼這個很好保證，利用數據庫的事務特性來知足事務的一致性，這時候的一致性是強一致性的。對於java應用系統來說，不多直接經過事務的start和commit以及rollback來硬編碼，大多經過spring的事務模板或者聲明式事務來保證；

二、多數據庫事務

     針對多數據庫事務能夠根據二階段提交協議，採用spring 3.0 + Atomikos + JTA進行支持；

三、基於事務型消息隊列的最終一致性

     藉助消息隊列，在處理業務邏輯的地方發送消息，業務邏輯處理成功後，提交消息，確保消息是發送成功的，以後消息隊列投遞來進行處理，若是成功，則結束，若是沒有成功，則重試，直到成功，不過僅僅適用業務邏輯中，第一階段成功，第二階段必須成功的場景。對應上圖中的C流程。

四、基於消息隊列+定時補償機制的最終一致性

     前面部分和上面基於事務型消息的隊列，不一樣的是，第二階段重試的地方，再也不是消息中間件自身的重試邏輯了，而是單獨的補償任務機制。其實在大多數的邏輯中，第二階段失敗的機率比較小，因此單獨獨立補償任務表出來，能夠更加清晰，可以比較明確的直到當前多少任務是失敗的。對應上圖的E流程。

五、異步回調機制的引入

     A應用調用B，在同步調用的返回結果中，B返回成功給到A，通常狀況下，這時候就結束了，其實在99.99%的狀況是沒問題的，可是有時候爲了確保100%，記住最起碼在系統設計中100%，這時候B系統再回調A一下，告訴A，你調用個人邏輯，確實成功了。其實這個邏輯，很是相似TCP協議中的三次握手。上圖中的B流程。

六、相似double check機制的確認機制

    仍是上圖中異步回調的過程，A在同步調用B，B返回成功了。此次調用結束了，可是A爲了確保，在過一段時間，這個時間能夠是幾秒，也能夠是天天定時處理，再調用B一次，查詢一下以前的那次調用是否成功。例如A調用B更新訂單狀態，這時候成功了，延遲幾秒後，A查詢B，確認一下狀態是不是本身剛剛指望的。上圖中的D流程。

3、分佈式事務的缺點

一、二階段提交協議缺點

    兩階段提交涉及到多個節點的網絡通訊,通訊時間若是過長,事務的相對時間也就會過長,那麼鎖定資源的時間也就長了.在高併發的服務中,就會存在嚴重的性能瓶勁

 二、消息隊列

   在高併發的環境中，咱們通常會採用消息隊列來避免分佈式事務的執行。

   在使用消息隊列時，咱們須要作到可靠憑證的保存（分佈式事務的消息），有以下幾種方式：

   以支付寶和餘額寶爲例進行說明.

   支付寶完成扣錢的動做時,記錄消息數據,將消息數據和業務數據存在同一個數據庫實例中.

Begin Transaction
  update A set amount=amount-1000 where uid=100;
  insert into message(uid,amount,status) values (1,1000,1)
End Transaction
Commit;

將支付寶完成扣錢的消息及時發送給餘額寶，餘額寶完成處理後返回成功消息，支付寶收到消息後，消除消息表中對應的消息記錄，即完成本次扣錢操做.

傳統方式是，我作完了，發你消息。解決一致性的方案的意思就是，我先發你消息，我作完了再跟你確認我作完了。這是改進後的有事務的消息中間件。