分布式事务从入门到放弃--数据一致性引擎概览

Posted 2021-06-28 程序员大咖

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作者丨成小灰

来源丨Coder的技术之路

一、 项目背景简介

一般，广告检索系统都承载着公司很大比重的营收占比。

计费系统是广告系统的偏底层一环，承担着反作弊、计算费用、优惠扣减、费用实际扣除等职责。整个扣费流程涉及到了计费单、营销系统、支付账务系统、预算系统等的上下游数据一致性问题。

并且，由于存在CPT、CPA、CPC等不同类型的计费方式，而广告点击有流量不可回溯等特点（普通支付场景可以让用户重试），计费的数据一致性引擎的合理设计就变得尤为重要了。

二、一致性保障方案选择

支付业务一般的可以分为两种，一种是有支付牌照的公司，直接和账户和银行打交道；另一种是调用第三方支付服务，实现支付业务。

对于第一种场景，一般需要非常强硬的保障手段来实现分布式下数据的强一致性。比如TCC的类二阶段提交方式，我们知道，TCC之所有被大家熟知，也是因为蚂蚁不遗余力布道的结果。

对于第二种场景，相对来说，诉求可能就没有那么的变态了，有不少的解决方案可供选择，比如本地消息表、事务型消息等等。。。

当前项目的场景显然属于第二种。那么，应该怎么合理选择实现方式呢：

事务型消息

「实现方案轻量，改造成本小，适合为对实时性不是特别高的场景。」

咦~ 好像正合适，可惜，公司自研的消息中间件不支持！！！

当然，事务型消息的处理方式，也存在弊端，就是每个系统只能负责自己这一块，流程变得冗长，不利于问题排查。万一要改点东西，可能还得上下游一块来，业务耦合程度可能要高一些。

TCC模式

感觉如果阐述TCC的原理，可能需要单开一个系列来说了，这里简单说下.

因为之前的工作中用的就是TCC的分布式事务，说实话，系统实现真的是非常的重。

需要流程中的所有系统，都按照既定的规范来实现一套包含了try/commit/cancel三个处理逻辑的调用模板。 需要各系统按规范创建主事务表和分支事务表，来记录事务状态和调用参数及路由。 需要参与者创建事务幂等表，实现拒绝空回滚或拒绝后到达的资源扣减等的防悬挂逻辑。

光是让各系统配合实现几个接口，我觉得，如果没有非常大的资金风险压迫，没几个人会配合。

而且，TCC可能更适用于有用户直接参与的资源扣减场景，因为引擎的基本思路是失败时操作回滚，保证上下游一致。

但是，上面也说过了，广告点击流的特点是流量不可回放，这个点击，过去了也就过去了，用户不可能因为这次计费没成功，就帮我们再点一次。所以，我们的一致性引擎的恢复逻辑，不仅要支持回滚，还要支持重试。不可漏掉每一次点击计费。

saga模式

最终，我们参考saga模式，选择的是类saga的状态机引擎的补偿模式。

这种方式的优点是，对老系统改造成本友好，即使实现接口也比较方便，通过状态机编排执行节点链，并配置重试回滚方式、实时异步策略。

事务信息存储方式相对灵活，主要看自己公司的各种存储的可靠性和一致性的承诺。

详见下面实现。

三、数据一致性引擎效果一览

引擎架构图

结构组成

• 状态机  实现节点执行顺序编排及其他执行特性

• 节点  业务需要实现的逻辑节点，比如计费的cpc扣费逻辑，需要有前置check、price调价、coupon优惠券、pmc扣费等执行节点

• 补偿逻辑 属于节点的一部分实现，每个执行节点需要实现当前节点的补偿逻辑，以供执行异常时进行恢复操作

• 钩子函数 在引擎执行前和执行后，允许业务系统执行自有的特殊操作

• 定时任务 异常数据恢复的触发入口

其他特性

• 补偿方式  可配置，有重试/回滚 两种补偿方式可选；重试补偿时，执行顺便和正常顺序一致，回滚补偿时，从最后一个执行节点往前回滚

• 补偿触发时效 可配置，有实时/异步延时 两种触发策略可选，如果有资源悬挂的风险，建议选异步延时触发

• 重试次数及时间衰减  可配置，按业务实际情况定制衰减序列

状态机配置实例

{
  "name": "xxxx_xxxx_xxxx",
  "comment": "cpc计费状态机",
  "firstNodeName": "check",
  "nodes": {
    "check": {
      "nextNodeName": "land",
      "preNodeName": "",
      "skipRecover": true
    },
    "land": {
      "nextNodeName": "antiFraud",
      "preNodeName": "check",
      "skipRecover": false
    },
    "antiFraud": {
      "nextNodeName": "realPrice",
      "preNodeName": "land",
      "skipRecover": false
    },"...":{"..."}
  },
  #重试次数
  "retryCount": "4", 
  #重试时间衰减
  "timeDecaySeries": ["1","3","5","10"], 
  #补偿策略，重试/回滚
  "recoverType": "Retry",
  #触发时效，实时触发/异步触发
  "compensateTimeliness": "ASYNC"
}

引擎初始化

DTConfig.builder()
    .setAppName("billing")//配置appName
    .setLogStoreStrategy(StoreStrategyEnum.DEFAULT_STORE)//存储策略
    .setRedisConfig(redisConfigPath) //设置redis配置
    .setDBTableConfig(mysqlConfigPath) //mysql配置
    .setZKConfig(configPath) // wConfig 配置 ，切流灰度使用
    .setStateMachinePath(stateMachinePath)//状态机配置项地址
    .setNegligibleErrorCode(BillingDTConstants.serious_error_code_str) //当前系统关键异常code集合（不可忽略的致命异常，供恢复逻辑使用）
    .build();

引擎调用

//本次调用所使用的状态机名称
String stateMachineName="ecpm_state_machine"; //当前请求使用到的状态机名称（和状态机配置中的name一致）
//获取引擎实例
DTBizEngine dtBizEngine=new SagaDTBizEngine();
//组装入参执行调用
DTResponse response=  dtBizEngine.start(new DTEngineRequest(bizType,bizId,stateMachineName,originContext));
//打印结果
System.out.println(response.getData());

异步化（参考dubbo的异步化实现的）

主线程

try {
   //创建 DTFurure ,传入 (DTEngineRequest request , int timeout)
   DTFuture mFuture=new DTFuture(request, 1000);
   //将该future传递下去，也可以用其他方式传递，这里直接放到了request扩展字段做示例
   request.getExtendField().put("MY_KEY",mFuture);
   //异步线程调用 
   EcpmEventBus.getInstance().post(new EcpmBillingEvent(request));
   //有限时间超时等待，get到的结果是业务完成时设置进来的对象，业务系统可以按自己的场景转换
   Object future= mFuture.get(1000); //单位是毫秒
   //do something

  } catch (Exception e) {
 }

执行线程

//do something ...

DTFurure futrue=(DTFurure)request.getExtendField().get("MY_KEY");

DTFuture.received(futrue.getId(),response);

四、后记

---

本篇介绍了一个数据一致性项目的背景和方案选择过程，并给出了一个参考saga模式的状态机实现的一致性引擎。

算是分布式事务系列的开篇，下一篇主要介绍引擎中各模块的设计和使用，每个模块的详细实现，将在后续文章的逐步完善。

-End-

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