微服務架構下，解決數據一致性問題的實踐

時間  2019-12-08
標籤 微服 架構 解決 數據 一致性 問題 實踐 欄目 系統架構 简体版
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隨着業務的快速發展，應用單體架構暴露出代碼可維護性差、容錯率低、測試難度大和敏捷交付能力差等諸多問題，微服務應運而生。微服務的誕生一方面解決了上述問題，可是另外一方面卻引入新的問題，其中主要問題之一就是：如何保證微服務間的業務數據一致性。html

本文將經過一個商品採購的業務，來看看在Dubbo的微服務架構下，如何經過Fescar來保障業務的數據一致性。本文所述的例子中，Dubbo 和 Fescar 的註冊配置服務中心均使用 Nacos。Fescar 0.2.1+ 開始支持 Nacos 註冊配置服務中心。mysql

業務描述

用戶採購商品的業務，包含3個微服務:git

  • 庫存服務: 扣減給定商品的庫存數量。
  • 訂單服務: 根據採購請求生成訂單。
  • 帳戶服務: 用戶帳戶金額扣減。

業務結構圖以下：github

庫存服務（StorageService）spring

public interface StorageService {    
      /**     
       * deduct storage count     
       */
      void deduct(String commodityCode, int count);
}

訂單服務（OrderService）sql

public interface OrderService {    
      /**     
       * create order     
       */
     Order create(String userId, String commodityCode, int orderCount);
}

帳戶服務（AccountService）數據庫

public interface AccountService {    
      /**     
       * debit balance of user's account     
       */
     void debit(String userId, int money);
}

說明: 以上三個微服務均是獨立部署。apache

8個步驟實現數據一致性

Step 1：初始化 MySQL 數據庫（須要InnoDB 存儲引擎）架構

在 resources/jdbc.properties 修改StorageService、OrderService、AccountService 對應的鏈接信息。app

jdbc.account.url=jdbc:mysql://xxxx/xxxx
jdbc.account.username=xxxx
jdbc.account.password=xxxx
jdbc.account.driver=com.mysql.jdbc.Driver
# storage db config
jdbc.storage.url=jdbc:mysql://xxxx/xxxx
jdbc.storage.username=xxxx
jdbc.storage.password=xxxx
jdbc.storage.driver=com.mysql.jdbc.Driver
# order db config
jdbc.order.url=jdbc:mysql://xxxx/xxxx
jdbc.order.username=xxxx
jdbc.order.password=xxxx
jdbc.order.driver=com.mysql.jdbc.Driver

Step 2：建立 undo_log（用於Fescar AT 模式）表和相關業務表

相關建表腳本可在 resources/sql/ 下獲取，在相應數據庫中執行 dubbo_biz.sql 中的業務建表腳本，在每一個數據庫執行 undo_log.sql 建表腳本。

CREATE TABLE undo_log (

`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  `branch_id` bigint(20) NOT NULL,  
  `xid` varchar(100) NOT NULL,  
  `rollback_info` longblob NOT NULL,  
  `log_status` int(11) NOT NULL,  
  `log_created` datetime NOT NULL,  
  `log_modified` datetime NOT NULL,  
  `ext` varchar(100) DEFAULT NULL,  
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_unionkey` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `storage_tbl`;
CREATE TABLE `storage_tbl` (  
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  `commodity_code` varchar(255) DEFAULT NULL,  
  `count` int(11) DEFAULT 0,  
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY (`commodity_code`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
DROP TABLE IF EXISTS `order_tbl`;
CREATE TABLE `order_tbl` (  
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  `user_id` varchar(255) DEFAULT NULL,  
  `commodity_code` varchar(255) DEFAULT NULL,  
  `count` int(11) DEFAULT 0,  
  `money` int(11) DEFAULT 0,  
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `account_tbl`;
CREATE TABLE `account_tbl` (  
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  `user_id` varchar(255) DEFAULT NULL,  
  `money` int(11) DEFAULT 0,  
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

說明: 須要保證每一個物理庫都包含 undo_log 表，此處可以使用一個物理庫來表示上述三個微服務對應的獨立邏輯庫。

Step 3：引入 Fescar、Dubbo 和 Nacos 相關 POM 依賴

<properties>
      <fescar.version>0.2.1</fescar.version>
      <dubbo.alibaba.version>2.6.5</dubbo.alibaba.version>
      <dubbo.registry.nacos.version>0.0.2</dubbo.registry.nacos.version>
   </properties>

   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.fescar</groupId>
       <artifactId>fescar-spring</artifactId>
       <version>${fescar.version}</version>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>com.alibaba.fescar</groupId>
       <artifactId>fescar-dubbo-alibaba</artifactId>
       <version>${fescar.version}</version>
       <exclusions>
           <exclusion>
               <artifactId>dubbo</artifactId>
               <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
           </exclusion>
       </exclusions>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>com.alibaba</groupId>
       <artifactId>dubbo</artifactId>
       <version>${dubbo.alibaba.version}</version>
   </dependency>
   <dependency>
       <groupId>com.alibaba</groupId>
       <artifactId>dubbo-registry-nacos</artifactId>
       <version>${dubbo.registry.nacos.version}</version>
   </dependency>

說明: 因爲當前 apache-dubbo 與 dubbo-registry-nacos jar存在兼容性問題，須要排除 fescar-dubbo 中的 apache.dubbo 依賴並手動引入 alibaba-dubbo，後續 apache-dubbo(2.7.1+) 將兼容 dubbo-registry-nacos。在Fescar 中 fescar-dubbo jar 支持 apache.dubbo，fescar-dubbo-alibaba jar 支持 alibaba-dubbo。

Step 4：微服務 Provider Spring配置

分別在三個微服務Spring配置文件（dubbo-account-service.xml、 dubbo-order-service 和 dubbo-storage-service.xml ）進行以下配置：

  • 配置 Fescar 代理數據源

    <bean id="accountDataSourceProxy" class="com.alibaba.fescar.rm.datasource.DataSourceProxy">
    <constructor-arg ref="accountDataSource"/>
</bean>

<bean id="jdbcTemplate" class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate">
    <property name="dataSource" ref="accountDataSourceProxy"/>
</bean>

    此處須要使用 com.alibaba.fescar.rm.datasource.DataSourceProxy 包裝 Druid 數據源做爲直接業務數據源，DataSourceProxy 用於業務 SQL 的攔截解析並與 TC 交互協調事務操做狀態。

  • 配置 Dubbo 註冊中心

    <dubbo:registry address="nacos://${nacos-server-ip}:8848"/>

  • 配置 Fescar GlobalTransactionScanner

    <bean class="com.alibaba.fescar.spring.annotation.GlobalTransactionScanner">
    <constructor-arg value="dubbo-demo-account-service"/>
    <constructor-arg value="my_test_tx_group"/>
</bean>

    此處構造方法的第一個參數爲業務自定義 applicationId，若在單機部署多微服務須要保證 applicationId 惟一。

構造方法的第二個參數爲 Fescar 事務服務邏輯分組，此分組經過配置中心配置項 service.vgroup_mapping.my_test_tx_group 映射到相應的 Fescar-Server 集羣名稱，而後再根據集羣名稱.grouplist 獲取到可用服務列表。

Step 5：事務發起方配置

在 dubbo-business.xml 配置如下配置：

  • 配置 Dubbo 註冊中心
    同 Step 4
  • 配置 Fescar GlobalTransactionScanner
    同 Step 4

  • 在事務發起方 service 方法上添加 @GlobalTransactional 註解

    @GlobalTransactional(timeoutMills = 300000, name = "dubbo-demo-tx")

    timeoutMills 爲事務的整體超時時間默認60s，name 爲事務方法簽名的別名，默認爲空。註解內參數都可省略。

Step 6：啓動 Nacos-Server

  • 下載 Nacos-Server 最新 release 包並解壓
  • 運行 Nacos-server

Linux/Unix/Mac

sh startup.sh -m standalone

Windows

cmd startup.cmd -m standalone

訪問 Nacos 控制檯：http://localhost:8848/nacos/index.html#/configurationManagement?dataId=&group=&appName=&namespace

若訪問成功說明 Nacos-Server 服務運行成功（默認帳號/密碼: nacos/nacos）

Step 7：啓動 Fescar-Server

  • 下載 Fescar-Server 最新 release 包並解壓
  • 初始化 Fescar 配置

進入到 Fescar-Server 解壓目錄 conf 文件夾下，確認 nacos-config.txt 的配置值（通常不須要修改），確認完成後運行 nacos-config.sh 腳本初始化配置。

sh nacos-config.sh $Nacos-Server-IP

eg:

sh nacos-config.sh localhost

腳本執行最後輸出 "init nacos config finished, please start fescar-server." 說明推送配置成功。若想進一步確承認登錄Nacos 控制檯 配置列表 篩選 Group=FESCAR_GROUP 的配置項。

  • 修改 Fescar-server 服務註冊方式爲 nacos

進入到 Fescar-Server 解壓目錄 conf 文件夾下 registry.conf 修改 type="nacos" 並配置 Nacos 的相關屬性。

registry {  
   # file nacos
   type = "nacos"

  nacos {    
    serverAddr = "localhost"
    namespace = "public"
    cluster = "default"
  }
  file {    
    name = "file.conf"
  }
}

type: 可配置爲 nacos 和 file，配置爲 file 時無服務註冊功能
nacos.serverAddr: Nacos-Sever 服務地址(不含端口號)
nacos.namespace: Nacos 註冊和配置隔離 namespace
nacos.cluster: 註冊服務的集羣名稱
file.name: type = "file" classpath 下配置文件名

  • 運行 Fescar-server

Linux/Unix/Mac

sh fescar-server.sh $LISTEN_PORT $PATH_FOR_PERSISTENT_DATA $IP(此參數可選)

Windows

cmd fescar-server.bat $LISTEN_PORT $PATH_FOR_PERSISTENT_DATA $IP(此參數可選)

服務端口 PATH_FOR_PERSISTENT_DATA: 事務操做記錄文件存儲路徑(已存在路徑)

$IP(可選參數): 用於多 IP 環境下指定 Fescar-Server 註冊服務的IP

eg: sh fescar-server.sh 8091 /home/admin/fescar/data/

運行成功後可在 Nacos 控制檯看到 服務名 =serverAddr 服務註冊列表:

Step 8：啓動微服務並測試

  • 修改業務客戶端發現註冊方式爲 nacos
    同Step 7 中[修改 Fescar-server 服務註冊方式爲 nacos] 步驟
  • 啓動 DubboAccountServiceStarter
  • 啓動 DubboOrderServiceStarter
  • 啓動 DubboStorageServiceStarter

啓動完成可在 Nacos 控制檯服務列表 看到啓動完成的三個 provider：

  • 啓動 DubboBusinessTester 進行測試

注意: 在標註 @GlobalTransactional 註解方法內部顯示的拋出異常纔會進行事務的回滾。整個 Dubbo 服務調用鏈路只須要在事務最開始發起方的 service 方法標註註解便可。

經過以上8個步驟，咱們實現了用戶採購商品的業務中庫存、訂單和帳戶3個獨立微服務之間的數據一致性。

參考連接：

本文 sample 地址: 
https://github.com/fescar-group/fescar-samples/tree/master/nacos

Fescar: 
https://github.com/alibaba/fescar

Dubbo: 
https://github.com/apache/incubator-dubbo

Nacos: 
https://github.com/alibaba/nacos

本文做者：清銘，社區暱稱 slievrly，Fescar 開源項目發起人之一，阿里巴巴中件間 TXC/GTS 核心研發成員，長期從事於分佈式中間件核心研發工做，在分佈式事務領域有着較豐富的技術積累。

有關 Fescar 的更多信息：


本文做者：中間件小哥

閱讀原文

本文爲雲棲社區原創內容，未經容許不得轉載。

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