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調研|5種分布式事務解決方案優(yōu)缺點對比

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背景

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ACID

原子性(Atomicity)

一致性(Consistency)

隔離性(Isolation)

持久性(Durability)

CAP

一致性:在分布式系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)備份,在同一時刻是否同樣的值。

可用性:在集群中一部分節(jié)點故障后,集群整體是否還能響應客戶端的讀寫請求。

分區(qū)容忍性:以實際效果而言,分區(qū)相當于對通信的時限要求。系統(tǒng)如果不能在時限內達成數(shù)據(jù)一致性,就意味著發(fā)生了分區(qū)的情況,必須就當前操作在C和A之間做出選擇。

BASE理論

我們無法做到強一致,但每個應用都可以根據(jù)自身的業(yè)務特點,采用適當?shù)姆绞絹硎瓜到y(tǒng)達到最終一致性。

解決方案

兩階段提交(2PC)

階段一

?階段二

情況1:當所有參與者均反饋 yes,提交事務

情況2:當有一個參與者反饋 no,回滾事務

問題

性能問題:所有參與者在事務提交階段處于同步阻塞狀態(tài),占用系統(tǒng)資源,容易導致性能瓶頸。

可靠性問題:如果協(xié)調者存在單點故障問題,或出現(xiàn)故障,提供者將一直處于鎖定狀態(tài)。

?數(shù)據(jù)一致性問題:在階段 2 中,如果出現(xiàn)協(xié)調者和參與者都掛了的情況,有可能導致數(shù)據(jù)不一致。

優(yōu)點:盡量保證了數(shù)據(jù)的強一致,適合對數(shù)據(jù)強一致要求很高的關鍵領域。(其實也不能100%保證強一致)。

缺點:實現(xiàn)復雜,犧牲了可用性,對性能影響較大,不適合高并發(fā)高性能場景。

三階段提交(3PC)

階段一

階段二

情況1:所有參與者均反饋 yes,協(xié)調者預執(zhí)行事務

情況2:只要有一個參與者反饋 no,或者等待超時后協(xié)調者尚無法收到所有提供者的反饋,即中斷事務

階段三

情況 1:所有參與者均反饋 ack 響應,執(zhí)行真正的事務提交

情況2:只要有一個參與者反饋 no,或者等待超時后協(xié)調組尚無法收到所有提供者的反饋,即回滾事務。

優(yōu)點:相比二階段提交,三階段提交降低了阻塞范圍,在等待超時后協(xié)調者或參與者會中斷事務。避免了協(xié)調者單點問題。階段 3 中協(xié)調者出現(xiàn)問題時,參與者會繼續(xù)提交事務。

缺點:數(shù)據(jù)不一致問題依然存在,當在參與者收到 preCommit 請求后等待 do commite 指令時,此時如果協(xié)調者請求中斷事務,而協(xié)調者無法與參與者正常通信,會導致參與者繼續(xù)提交事務,造成數(shù)據(jù)不一致。

補償事務(TCC)

條件:

處理流程:

優(yōu)點:

缺點:TCC 的 Try、Confirm 和 Cancel 操作功能要按具體業(yè)務來實現(xiàn),業(yè)務耦合度較高,提高了開發(fā)成本。

本地消息表(消息隊列)

條件:?

服務消費者需要創(chuàng)建一張消息表,用來記錄消息狀態(tài)。

服務消費者和提供者需要支持冪等。

需要補償邏輯。

每個節(jié)點上起定時線程,檢查未處理完成或發(fā)出失敗的消息,重新發(fā)出消息,即重試機制和冪等性機制。

處理流程:

優(yōu)點:從應用設計開發(fā)的角度實現(xiàn)了消息數(shù)據(jù)的可靠性,消息數(shù)據(jù)的可靠性不依賴于消息中間件,弱化了對 MQ 中間件特性的依賴。

缺點:與具體的業(yè)務場景綁定,耦合性強,不可公用。消息數(shù)據(jù)與業(yè)務數(shù)據(jù)同庫,占用業(yè)務系統(tǒng)資源。業(yè)務系統(tǒng)在使用關系型數(shù)據(jù)庫的情況下,消息服務性能會受到關系型數(shù)據(jù)庫并發(fā)性能的局限。

MQ事務消息(最終一致性)

條件:

處理流程:

優(yōu)點:

缺點:

Sagas事務模型(最終一致性)

一、?事件/編排Choreography:沒有中央?yún)f(xié)調器(沒有單點風險)時,每個服務產(chǎn)生并聆聽其他服務的事件,并決定是否應采取行動。

處理流程:

優(yōu)點:事件/編排是實現(xiàn)Saga模式的自然方式; 它很簡單,容易理解,不需要太多的努力來構建,所有參與者都是松散耦合的,因為他們彼此之間沒有直接的耦合。如果您的事務涉及2至4個步驟,則可能是非常合適的。

二、?命令/協(xié)調orchestrator:中央?yún)f(xié)調器負責集中處理事件的決策和業(yè)務邏輯排序。

優(yōu)點:

缺點:協(xié)調器中集中太多邏輯的風險。


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