“驯服”业务流程:盘点业务开发中的常见流程模式

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了“驯服”业务流程:盘点业务开发中的常见流程模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

本文主要盘点了业务流程所使用到的基本和常见业务流程模式。熟悉这些流程模式后,在业务开发中就能够灵活选取相应的模式及组合来实现业务流程。

引言

对于程序员而言,要成为中高级工程师,需要趟过的第一关是:驯服业务逻辑流。“驯服”逻辑流,是指按照正确的顺序执行指令,实现流程闭环。

“软件开发中的存储设计基础” 一文中,阐述了软件开发所必备的存储设计基础。

对于一个功能需求来说,往往存储设计完成之后,随后就是业务流程设计。业务流程设计应该是开发人员接触最多的了。大部分代码修改都是针对业务流程的。要设计好的业务流程,熟悉常用业务流程模式及常见问题求解,则可大幅提升流程设计的开发实现效率。

本文盘点下常用的业务流程模式。

基本概念

实体

  • 指令: 做一件原子不可分的事情。下简称 I。
  • 执行单元:执行指令的运行时实体,或者说指令在其中运行的上下文语境。一般指进程或线程。 下简称 EU。
  • 秩序: 多个指令或流程的执行依赖关系或执行依赖关系的组合。含有递归结构。下简称 O。
  • 流程: 某个秩序确定的多个指令或流程的执行。含有递归结构。下简称 F。

执行依赖关系

  • 顺序: 指令 IA 执行完成后才能执行指令 IB。
  • 条件: 依赖 IA 的真假输出,决定执行下一个指令 IN。
  • 循环: 依赖 IA 的真输出,反复执行 IB,直到 IA 的输出为假。

流程秩序结构

  • 串行:在单个 EU 里,FB 必须在 FA 执行完成后执行。同顺序关系。
  • 并发: 不同 EU 的 F 可以并行执行或并发执行。并行执行,比如边烧水边跳舞;并发执行,是指在一段时间内交替做不同的事情,比如 CPU 可以并发执行编辑软件和影视软件(对于单核处理器,实际上是交替执行)。
  • 异步: EU A 提交流程 Fa 给 EU B 去执行,而EU A 可以紧接着 Fb。Fa 和 Fb 是并发的。异步可以衍生出回调的概念。回调是指待 EU B 完成流程 Fb 后,通知 EU A 去执行 fc。

串行流程

串行流程,就是按秩序先后一个指令一个指令执行。看上去简单,实则并没有看上去那么简单。但它是最基础的流程。

串行流程有五种基本模式:顺序、异常、回调、回滚、重复。

顺序

顺序串行流程是最基本的最容易理解和排查的。大多数业务流程实际上都是串行的顺序流程。

异常

异常的形式是 F = Ex(param, ei, Ei),ei 是异常码,Ei 是异常处理函数。在执行流程 F 时,如果执行结果为 ei,则执行异常处理函数 Ei。 是在执行串行顺序流程中遇到错误后跳转到另一个流程去处理。异常是一种条件执行依赖关系的处理,但顺序依然是串行的。

回调

回调的形式是 F = call(param, C)。 在执行顺序流程 F 时,在其中某一步,需要根据传入的不同的回调函数 C 来执行不同的流程。实际上,异常处理可以通过回调来实现。异常处理函数作为回调函数 C 传入即可。

回滚

回滚的形式是 F = call(param, S),S 是保存点函数。在执行顺序流程 F 时,在其中某一步遇到了错误,返回到保存点函数 S 处,执行保存点函数。下一次执行 F 时,从 S 确定的保存点处重续执行。

重复

重复的形式是 F = call(param, C, L),C 是条件函数, L 是循环函数。在执行顺序流程 F 时,检查条件函数 C 的输出是否为真。如果为真,则执行循环函数 L;如果为假,则退出流程。执行 L 之后,再次检查 C 的输出是否为真,决定是否执行 L 或退出。

基本流程模式

大多数业务流程都是基本流程模式的组合。而基本流程模式通常是由串行流程的五种模式组合而成。

单纯查询型

最基本的流程就是查询或统计指定条件的数据。

  • 设计:建立合适的查询条件及合适的索引。
  • 应用:分页查询或统计查询。

单纯操作型

某个实体数据的保存、更新或删除。

  • 设计: 可返回操作后的实体 ID,供随后使用。
  • 应用:编辑、保存或删除配置项。

命令发送型

EU 发送一个指令给一个外部功能提供者。如果是同步的,那么会根据命令执行的返回结果进行后续流程;如果是异步的,则可能更新自身的状态,然后退出。

  • 设计: 状态设计需要有进行中、完成、失败;需要区分发送指令失败和发送成功但执行失败的两种失败情形;可考虑封装成命令模式。
  • 应用: 与外部接口通信。

表查询型

若干流程(对应实现某个功能或服务)注册在一个含有 key-value 键值的表格 T = T(key, F) 里, EU 通过 key 来查找对应的流程 F 。

  • 设计: 功能注册机制。
  • 应用:中断处理;异常处理。

一致读写型

在两个或多个数据源之间进行同步读写。

  • 查询: 先查缓存,缓存命中则直接返回;缓存未命中则查询数据库。

  • 更新: 先写数据到数据库,再同步到缓存。

  • 应用:缓存读写。

异步任务型

提交一个任务到 EU 池,EU 池起一个 EU 执行任务。 常用于耗时长的后台任务。

  • 设计:需要做好异步的衔接和流程的闭环。
  • 应用:导出任务;扫描任务;高并发场景,可使用异步任务型流程,先写到缓存,再异步同步到数据库。

异步回调型

提交一个任务到 EU 池,EU 池起一个 EU 执行任务。任务完成后,通知某个 EU 执行指定回调任务。

  • 设计:避免嵌套回调层次过多,建议不超过两层。
  • 应用:文件上传回调; RPC 调用回调。

批量型

将一个数据集分解成 N 个批次,每个批次包含一个子数据集。每批次处理一个子数据集。各批次之间是串行的,在一个 EU 里执行。批量处理的用途在于:1. 若必要,可先展示部分数据结果;2. 避免一次性加载大量数据到内存里导致系统崩溃。

  • 设计: 每批量的子数据集大小要仔细确定,兼顾性能和内存占用开销;可添加处理进度展示。
  • 应用:大数据量的计算与汇总。

流处理型
从一个数据流中获取一个或多个数据,执行某个流程; 遍历一个数据流,执行一系列转换或聚合操作。

  • 设计: 可持续运行,数据集无长度限制。
  • 应用: 数据上报消费。

并发汇总型

将一个数据集分解为 N 个子数据集。针对每一个子数据集,起一个 EU 去执行查询或操作。各个 EU 的执行是并发的互不影响的。最后汇总所有执行单元的执行结果(可选)。并发的用途在于利用多核的力量提升性能。在部分场景下,并发具备很好的设计清晰性,容易理解流程。并发和批量可以结合使用。

  • 设计:获取执行结果时要加超时;异常捕获要做好。
  • 应用:Map-Reduce ; 获取大量业务对象的详情。

加锁型

申请锁成功,执行流程,然后释放锁。

增量型

将新旧数据做比对,新的保存,已有的更新。

  • 设计:通常会采用数据版本号机制。
  • 应用:重复性高的大数据量的处理和保存。

定时任务型

起一个定时任务,指定时间或者指定周期去执行。

  • 设计:频率及周期要确定好,确保一次执行的任务能够在指定时间间隔内完成。
  • 应用:定时清理失效数据。

流水线型

有 N 个工序,每个工序执行完成后,修改状态,然后交由下一个工序执行。直到所有工序都执行完成。典型的流水线实现是 PipeLine 模式。

  • 设计: 工序之间的数据交换格式要设计好。
  • 应用: web 请求处理。

轮询型

每隔一段时间执行一次查询操作,直到满足指定要求为止。

  • 设计: 设置好退出条件,避免死循环。
  • 应用: CAS 锁操作。

重试型

重试执行一个任务 N 次,直到执行成功,或者达到指定上限次数为止。

  • 设计: 设置好重试次数和重试间隔;设置失败达到上限次数的兜底流程。
  • 应用: API 查询接口调用重试。

重续型

从上次执行的保存点开始执行。保存点可以是偏移量,也可以是事务的保存点。

  • 设计:偏移量或保存点的选取。
  • 应用:事务;断点续传。

过滤型

  • 判断请求是否符合某个条件。若符合,则忽略。

去重型

  • 判断请求是否已处理过。若已处理,则忽略。

消息通知型

EU A 发送一个消息给 消息队列 Q, EU B 从消息队列 Q 中接收到这个消息去执行 F。

  • 设计:消息格式要定义好,兼顾通用性、可靠性;避免一次性传输大量数据。
  • 应用:事件驱动型;消息解耦。

Producer-Consumer型

N 个 PEU 生成任务添加到一个队列 Q,M 个 CEU 从队列 Q 中取出任务执行。

  • 设计:队列大小。
  • 应用: 任务协作。

常见业务流程模式

查询拼接型

常见的查询接口,就是将多个单纯查询型流程串行组合起来,拼接出最终的数据返回给前端。

  • 设计: 考虑性能和内存开销。
  • 应用:分页功能(分页查询 + 计数查询)。

CRUD型

大部分业务流程,基本都是保存、更新、查询、删除流程的串行组合,即单纯查询型和单纯保存型的串行组合。即 CRUD 型流程。

要做好 CRUD 型的流程,关键在于存储设计的质量。

  • 设计:考虑闭环和严谨性。
  • 应用:大部分业务流程。

任务型

创建一个任务,设置状态,然后在流程中追踪这个任务的执行和完成。


切面型

定义一个切面条件及切面流程。当执行满足该条件时,进入该切面流程。

  • 设计: 兼顾通用和灵活。
  • 应用:拦截器;日志审计。

模板型

定义一个流程模板,模板的某些点可以根据不同场景进入不同的指定流程。

  • 设计: 模板参数和模板流程要将通用的部分提取出来,尽可能少的包含差异部分。
  • 应用: 不同任务或应用的生命周期管理;相似业务的通用流程。

常见业务问题

一致性问题

当业务流程涉及两个子系统的不同数据源,且这些数据源的数据存在一定关联时,就会存在数据的一致性问题。

一致性问题的求解比较复杂,需要具体问题具体分析。对于单库操作,可以通过事务和回滚机制来保证;对于跨库操作,考虑消息补偿机制,或者达成最终一致性。还可以采用对账补偿的方式来兜底。


依赖变更问题

当某个业务依赖一个基础数据,而这个数据会发生变化时,就会产生依赖变更问题。

依赖变更的求解,通常基于观察者模式,运用基于消息推送的事件驱动机制来实现。如果开销比较小,也可以基于轮询机制来求解。


流程闭环问题

当流程中的某个操作失败后,就会导致整体流程无法完成,停滞在某个点上,无法闭环。

闭环的解决思路:

  • 直接失败。对于不能重试(可能导致资损)的情形,直接失败是最简单有效的办法。
  • 重试、设置最大失败次数。对于可重试场景,可间隔一段时间重试一次,达到最大失败次数则设置为终态失败。
  • 保存点。设置保存点,失败之后可以从保存点重续执行,最终达到终态成功。

业务流程不是一成不变的

大多数开发人员都会认为业务流程非常重要。在我看来,存储设计才至关重要。因为存储设计是基础的相对稳定的,而业务流程往往会因为各种需求的变更或者性能优化而发生变化。业务流程往往不是一成不变的。

在充分理解和夯实了存储基础之后,业务流程是可以灵活加以改造,来适应不同的需求。

小结

本文主要盘点了业务流程所使用到的基本和常见业务流程模式。熟悉这些流程模式后,在业务开发中就能够灵活选取相应的模式及组合来实现业务流程。


以上是关于“驯服”业务流程:盘点业务开发中的常见流程模式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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