分佈式架構中數據一致性常見的幾個問題

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針對分佈式架構下的數據一致性，你們也許會問這樣的問題：跨系統間分佈式事務如何解決？系統內多個服務的分佈式事務如何解決？一個服務內多個數據源/數據庫的分佈式事務如何解決？……這些問題你們是很容易理解的，可是因爲術語不許確，因此解釋起來會有二義性，因此先要統一語言或者術語，也就是統一律念：



域是一個虛擬的分類，幾個系統屬於某一個域，例如網上銀行和手機銀行都屬於電子渠道領域；

傳統的單體應用，指的就是系統，在微服務架構下，單體應用採用先後端分離模式，前端通常使用 Nginx，Ngnix 進程間採用主備模式，系統的後端能夠分爲多個應用，每一個應用有一組對等的應用進程（也稱爲應用實例）提供服務，每一個應用對應一個數據庫，實際上在分庫的狀況下，有可能一個應用對應多個數據庫。複雜一點的是網關，網關由一組對等的網關實例組成，若是多個系統共享一個網關，網關和系統就是1對多的關係，也能夠一個系統獨享一個網關，就是一對一狀況，下圖是一個概念的示例，使用的是系統獨享網關模式。



這裏，咱們看看常常問的一些問題：跨系統間分佈式事務、系統內多個服務的分佈式事務、一個服務內多個數據源/數據庫的分佈式事務，這些問題徹底是從技術的角度作概括，用上述概念應該改成：系統間的數據一致性、系統內應用間的數據一致性、應用內部對應多數據庫的數據一致性，另外能夠增長一個數據庫對應多個應用的數據一致性（技術上存在可能，但從上述概念上看應該是在架構上避免的）。

這四個狀況如何處理呢？須要咱們總結概括，我在作總結概括的時候，每每但願首先肯定原則，這裏的原則是從業務的角度進行分析，而不是考慮技術的可能性，由於技術的可能性無窮無盡，是一個無限組合，理論上任何狀況都能發生，考慮全部狀況就是胡扯了，必須根據業務的特徵進行概括。這裏，我不叫分佈式事務而是數據一致性就是這個道理，從業務角度目標是解決分佈式狀況下的數據一致性，而不是技術角度看的分佈式事務。

有了這個原則，就能夠分別分析這四種狀況了：
 

一、系統間的數據一致性

 

須要服務實現 TCC或者業務補償模式，由框架（業務協調器）自動調用，減小人工參與，或者實現冪等服務，反覆投遞。這兩種方式都無法作到數據的 100% 一致，在失敗的時候都須要有重試的機制，例如補償失敗要重試（這就是框架的好處），屢次重試仍是失敗，記錄失敗歷史，業務上人工處理。不要懼怕人工處理，只要減小人工處理的機會就行了，在工行時就是提出人工干預比例下降若干個百分點做爲目標。
 

二、系統內應用間的數據一致性

 

這個可使用華爲 SAGA 的模式，也就是創建一個共享的事務協調器模式（雖然我對這個共享方式不喜歡，不是分佈式嗎，爲啥還搞出一堆集中式的東西，既然如此，爲啥應用間調用不能走網關，要直連，說共享很差，到這裏就是共享好了），好了，括號裏是吐槽，簡單的方式是用共享的事務協調器模式，記錄服務調用的事件，在合適的時機調用TCC和補償服務。

三、應用內部對應多數據庫的數據一致性，是個反模式，不要作通用方案

 

通常來講，一個應用對應一個數據庫，不容許一個應用對應多個數據庫，多個數據庫的狀況應該分紅多個應用，經過服務調用方式解決，這是一個基本原則，不然就是一個反模式設計。可是，就是有不少人較真，必定問有這個狀況你怎麼解決，個人回答是架構設計解決這個問題，在技術上不支持這種方式，讓設計者必須在架構解決，而不是利用技術手段解決不合理的架構設計，不然後患無窮（這一點仍是須要勇氣和堅持的）。空口無憑，實例爲證，通常我會舉搶紅包的例子。你們知道，搶紅包的併發很是高，又有數據一致性的要求，不管哪一個互聯網公司，都是根據紅包 ID，把數據路由到一個數據庫中，用數據庫事務保證數據一致性，在銀行互聯網帳務系統（2類 3類戶）的狀況，也是把同一帳務的數據路由到不一樣的數據庫中（見下圖）。還會提到一種狀況，在分庫分表的時候，若是剛好數據分到了不一樣庫中，剛好要作一個批量的調整，剛好在一個事務中，如何解決。我認爲這種狀況的發生，偏偏說明設計有問題，分庫的原則也是按業務拆分，不是用技術手段隨機分解，既然按業務拆分，批量處理的時候就應該不是一個業務上的事務，在技術上不提供這樣的實現，才能夠在架構設計考慮問題。不排除在某個系統中能夠作一些框架，解決上述問題，可是，這必定不是個通用的方案。

根據上圖，咱們的概念模型是由調整的，要多一個應用分區的狀況：




四、一個數據庫對應多個應用的數據一致性

 

這種狀況常常也是一個反模式，既然是共享一個數據庫，把應用放在一塊兒就行了。若是真的有須要（例如一個模塊部署過於頻繁，單獨拆出來作一個應用），那也應該和多應用多數據庫同樣處理。

以上，便是我分析的分佈式架構下幾種不一樣狀況的數據一致性控制方式。

 

關於做者：焦烈焱，普元信息CTO，致力於技術創新和金融創新解決方案研究。專一於企業技術架構領域，對分佈式環境的企業計算、 企業信息架構的規劃與實踐有着豐厚經驗，帶領普元技術團隊相繼在雲計算、大數據及移動開發領域取得多項突破，並主持中國工商銀行、中國建設銀行等多家大型企業技術平臺的規劃與研發。

 

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