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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「菜鳥飛呀飛」，作者劉進(jìn)坤。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系菜鳥飛呀飛公眾號(hào)。  

前言

在面過的幾家大廠中，幾乎每輪的面試官(「沒寫錯(cuò)，幾乎是每輪面試官」)都問了同樣一個(gè)問題：你們的系統(tǒng)是分布式的系統(tǒng)嗎?

答：是。

面試官：那么你們分布式的系統(tǒng)是如何解決分布式事務(wù)這個(gè)問題的呢?也就是如何保證數(shù)據(jù)的一致性。

答：我們的系統(tǒng)中通過 RocketMQ 的事務(wù)消息來保證數(shù)據(jù)的最終一致性。

面試官：那你說說它是如何來保證數(shù)據(jù)的最終一致性的?

答：分兩部分來回答，第一部分先回答事務(wù)消息的實(shí)現(xiàn)流程，第二部分解釋為什么它能保證數(shù)據(jù)的最終一致性。

事務(wù)消息的實(shí)現(xiàn)流程

事務(wù)消息

1. 首先服務(wù) A 發(fā)送一個(gè)半事務(wù)消息(也稱 half 消息)至 MQ 中。為什么要先發(fā)送一個(gè) half 消息呢?這是為了保證服務(wù) A 和 MQ 之間的通信正常，如果無法正常通信，則服務(wù) A 可以直接返回一個(gè)異常，也就不用處理后面的邏輯的了。
2. 如果 half 消息發(fā)送成功，MQ 收到這個(gè) half 消息后，會(huì)返回一個(gè) success 響應(yīng)給服務(wù) A。
3. 服務(wù) A 接收到 MQ 返回的 success 響應(yīng)后，開始處理本地的業(yè)務(wù)邏輯，并提交本地事務(wù)。
4. 如果服務(wù) A 本地事務(wù)提交成功，則會(huì)向 MQ 中發(fā)送 commit，表示將 half 消息提交，MQ 就會(huì)執(zhí)行第 5 步操作;如果服務(wù) A 本地事務(wù)提交失敗，則直接回滾本地事務(wù)，并向 MQ 中發(fā)送 rollback，表示將之前的 half 消息進(jìn)行回滾，MQ 接收到 rollback 消息后，就會(huì)將 half 消息刪除。
5. 如果 commit，則將 half 消息寫入到磁盤。
6. 如果 MQ 長(zhǎng)時(shí)間沒有接收到 commit 或者 rollback 消息，例如：服務(wù) A 在處理本地業(yè)務(wù)時(shí)宕機(jī)了，或者發(fā)送的 commit、rollback 因?yàn)樵谌蹙W(wǎng)環(huán)境，數(shù)據(jù)丟失了。那么 MQ 就會(huì)在一定時(shí)間后嘗試調(diào)用服務(wù) A 提供的一個(gè)接口，通過這個(gè)接口來判斷 half 消息的狀態(tài)。所以服務(wù) A 提供的接口，需要實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯是：通過數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的狀態(tài)來判斷，之前的 half 消息對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)是否執(zhí)行成功。如果 MQ 從這個(gè)接口中得知 half 消息執(zhí)行成功了，那么 MQ 就會(huì)將 half 消息持久化到本地磁盤，如果得知沒有執(zhí)行成功，那么就會(huì)將 half 消息刪除。
7. 服務(wù) B 從 MQ 中消費(fèi)到對(duì)應(yīng)的消息。
8. 服務(wù) B 處理本地業(yè)務(wù)邏輯，然后提交本地事務(wù)。

如何保證數(shù)據(jù)的最終一致性

實(shí)現(xiàn)流程說完了，可能你現(xiàn)在有各種各樣的疑惑?

Q: half 消息是個(gè)啥?

A: 它和我們正常發(fā)送的普通消息是一樣的，都是存儲(chǔ)在 MQ 中，唯一不同的是 half 在 MQ 中不會(huì)立馬被消費(fèi)者消費(fèi)到，除非這個(gè) half 消息被 commit 了。(至于為什么未 commit 的 half 消息無法被消費(fèi)者讀取到，這是因?yàn)樵?MQ 內(nèi)部，對(duì)于事務(wù)消息而言，在 commit 之前，會(huì)先放在一個(gè)內(nèi)部隊(duì)列中，只有 commit 了，才會(huì)真正將消息放在消費(fèi)者能讀取到的 topic 隊(duì)列中)

Q: 為什么要先發(fā)送 half 消息?

A: 前面已經(jīng)解釋過了，主要是為了保證服務(wù) A 和 MQ 之間是否能正常通信，如果兩者之間都不能正常通信，后面還玩?zhèn)€錘子，直接返回異常就可以了。

Q: 如果 MQ 接收到了 half 消息，但是在返回 success 響應(yīng)的時(shí)候，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)原因，導(dǎo)致服務(wù) A 沒有接收到 success 響應(yīng)，這個(gè)時(shí)候是什么現(xiàn)象?

A: 當(dāng)服務(wù) A 發(fā)送 half 消息后，它會(huì)等待 MQ 給自己返回 success 響應(yīng)，如果沒有接收到，那么服務(wù) A 也會(huì)直接結(jié)束，返回異常，不再執(zhí)行后續(xù)邏輯。不執(zhí)行后續(xù)邏輯，這樣服務(wù) A 也就不會(huì)提交 commit 消息給 MQ，MQ 長(zhǎng)時(shí)間沒接收到 commit 消息，那么它就會(huì)主動(dòng)回調(diào)服務(wù) A 的一個(gè)接口，服務(wù) A 通過接口，查詢本地?cái)?shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)這條消息對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)并沒有正常執(zhí)行，那么就告訴 MQ，這個(gè) half 消息不能 commit，需要 rollback，MQ 知道后，就將 half 消息進(jìn)行刪除。

Q: 如果服務(wù) A 本地事務(wù)執(zhí)行失敗了，怎么辦?

A: 服務(wù) A 本地事務(wù)執(zhí)行失敗后，先對(duì)自己本地事務(wù)進(jìn)行回滾，然后再向 MQ 發(fā)送 rollback 操作。

Q: 服務(wù) A 本地事務(wù)提交成功或失敗后，向 MQ 發(fā)送的 commit 或者 rollback 消息，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)問題丟失了，又該怎么處理?

A: 和上一個(gè)問題一樣，MQ 長(zhǎng)時(shí)間沒有接收到 half 消息的 commit 或者 rollback 消息，MQ 會(huì)主動(dòng)回調(diào)服務(wù) A 的接口，通過這個(gè)接口來判斷自己該對(duì)這個(gè) half 消息如何處理。

Q: 前面說的全是事務(wù)消息的實(shí)現(xiàn)流程，這和事務(wù)消息如何保證數(shù)據(jù)的最終一致性有什么關(guān)系呢?

A: 有關(guān)系。首先，服務(wù) A 執(zhí)行本地事務(wù)并提交和向 MQ 中發(fā)送消息這是兩個(gè)寫操作，然后通過 RocketMQ 的事務(wù)消息，我們保證了這兩個(gè)寫操作要么都執(zhí)行成功，要么都執(zhí)行失敗。然后讓其他系統(tǒng)，如服務(wù) B 通過消費(fèi) MQ 中的消息，然后再去執(zhí)行自己本地的事務(wù)，這樣到最后，服務(wù) A 和服務(wù) B 這兩個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)是不是達(dá)到了一致?這就是最終一致性的含義。

如果要求服務(wù) A 和服務(wù) B 的數(shù)據(jù)狀態(tài)，在服務(wù) A 返回給客戶端之間，這兩者就達(dá)到一致，這是強(qiáng)一致性，RocketMQ 是沒法保證強(qiáng)一致性的。

目前通過「可靠消息來保證數(shù)據(jù)的最終一致性」是很多大廠都采用的方案，基本都是通過 MQ 和補(bǔ)償機(jī)制來保證數(shù)據(jù)的一致性。(所謂的可靠消息，就是消息不丟失，如何保證 MQ 的消息不丟失，下篇文章會(huì)寫，這也是面試常考題)

Q: 服務(wù) B 本地事務(wù)提交失敗了，怎么辦?

A: 如果服務(wù) B 本地事務(wù)提交失敗了，可以進(jìn)行多次重試，直到成功。如果重試多次后，還是提交失敗，例如此時(shí)服務(wù) B 對(duì)應(yīng)的 DB 宕機(jī)了，這個(gè)時(shí)候只要服務(wù) B 不向 MQ 提交本次消息的 offset 即可。如果不提交 offset，那么 MQ 會(huì)在一定時(shí)間后，繼續(xù)將這條消息推送給服務(wù) B，服務(wù) B 就可以繼續(xù)執(zhí)行本地事務(wù)并提交了，直到成功。這樣，依舊是保證了服務(wù) A 和服務(wù) B 數(shù)據(jù)的最終一致性。

代碼實(shí)現(xiàn)

使用 RokcetMQ 的事務(wù)消息主要涉及到兩個(gè)部分：

如何發(fā)送半事務(wù)消息，這個(gè)可以通過「TransactionMQProducer」 類來實(shí)現(xiàn)。

TransactionMQProducer transactionMQProducer = new TransactionMQProducer("producerGroup"); 
TransactionSendResult result = transactionMQProducer.sendMessageInTransaction(msg, null); 
// 通過result來判斷half消息是否發(fā)送成功 
if(result.getSendStatus() == SendStatus.SEND_OK){ 
    // 成功 
}else{ 
    // 失敗 
} 

在前面我們提到了服務(wù) A 需要提供一個(gè)接口，用來供 MQ 回調(diào)服務(wù) A，實(shí)際上這個(gè)接口就是一個(gè)監(jiān)聽器:「TransactionListener」的方法。這是一個(gè)接口，提供了兩個(gè)方法。

public interface TransactionListener { 
 
     // 當(dāng)half消息發(fā)送成功后，我們?cè)谶@里實(shí)現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)邏輯，然后commit或者rollback 給MQ 
    LocalTransactionState executeLocalTransaction(final Message msg, final Object arg); 
 
 
     // 這個(gè)方法就是供MQ回調(diào)的方法，MQ通過回調(diào)該方法來判斷half消息的狀態(tài) 
     // 可以看到，這個(gè)方法的參數(shù)是MessageExt，也就是half消息的內(nèi)容，如果根據(jù)MessageExt，我們完全能在服務(wù)A中判斷之前的業(yè)務(wù)是否處理成功 
    LocalTransactionState checkLocalTransaction(final MessageExt msg); 
} 

實(shí)際使用時(shí)，我們需要實(shí)現(xiàn)該接口，例如：

public class MyTransactionListener implements TransactionListener { 
 
    @Override 
    public LocalTransactionState executeLocalTransaction(Message msg, Object arg) { 
        try{ 
            // 處理業(yè)務(wù)邏輯 
            // .... 
 
            // 業(yè)務(wù)邏輯處理成功，commit 
            return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE; 
        }catch (Exception e){ 
 
        } 
        // 業(yè)務(wù)處理失敗,rollback 
        return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE; 
    } 
 
    @Override 
    public LocalTransactionState checkLocalTransaction(MessageExt msg) { 
        return null; 
    } 
} 

另外，在創(chuàng)建 producer 時(shí)，指定我們實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)的監(jiān)聽器

TransactionMQProducer transactionMQProducer = new TransactionMQProducer("producerGroup"); 
transactionMQProducer.setTransactionListener(new MyTransactionListener()); 

總結(jié)

分布式事務(wù)是大廠面試必問題，而目前大部分公司都是采用可靠消息來保證數(shù)據(jù)的最終一種性，通常會(huì)采用 RocketMQ 來實(shí)現(xiàn)。如果想去阿里的同學(xué)，建議 MQ 這塊，選擇 RocketMQ 多復(fù)習(xí)一下。