資料一致性(一) - 介面呼叫一致性

flyleft發表於2018-12-04

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場景

客戶端呼叫A服務的介面，A服務介面中又呼叫了B服務。 如果A服務和B服務都執行成功，則成功，並且二者事務都應提交； 如果A服務或B服務任意一個失敗，則失敗，且二者事務都不執行或回滾。 因為網路請求的不可靠性，如果A呼叫B失敗，可能：1. B沒有接收到網路請求；2. B收到後執行失敗; 3. B執行成功，請求返回時異常。 4. B呼叫超時，B可能執行成功也可能失敗。因此當A呼叫B時，可能出現不一致。

介面呼叫幾種方式

方式一：feign直接呼叫

A服務介面:

try {
    業務程式碼A
    feign呼叫B服務介面
    事務提交
} catch (Exception e) {
    事務回滾
}
複製程式碼

B服務介面:

try {
    業務程式碼B
    事務提交
    //此時介面狀態碼2XX
} catch (Exception e) {
    事務回滾
    //此時介面狀態碼非2XX
}
複製程式碼

一致性分析:

  1. feign呼叫B服務介面成功，狀態碼為2XX。則B服務事務已經提交，A進行事務提交。 若A事務提交成功，則一致； 若A事務提交失敗但此時B中事務已經提交，則不一致。
  2. B沒有接收到網路請求。B未被執行，feign呼叫丟擲異常，A事務不進行提交，進入回滾，資料一致。
  3. B執行成功，請求返回時異常。B事務已經提交，feign呼叫B服務介面異常，A事務回滾，資料不一致。
  4. B呼叫超時。可能為B沒有接收到網路請求，也可能B執行成功，請求返回時異常，也可能B收到請求響應緩慢。一致性狀態不確定，都有可能。

方式二：基於可靠訊息

服務A業務程式碼執行完後傳送訊息到訊息佇列，如rabbitmq，並用ack等方式確保傳送成功； B服務接收消費成功後，手動確認訊息，kafka則用手動提交位移的方式。

A服務生產者:

try {
    業務程式碼A
    ack = rabbitmqProducer.sendAndGetAck
    if !ack {
        //傳送失敗可以設定自動重試，不重試就丟擲異常
        throws new RabbitmqSendException
    }
    事務提交
} catch (Exception e) {
    //事務回滾
}
複製程式碼

B服務訊息佇列消費端一:

//
try {
    業務程式碼B
    channel.basicAck手動確認//kafka則手動提交位移
    事務提交
    //此時介面狀態碼2XX
} catch (Exception e) {
    事務回滾
    //此時介面狀態碼非2XX
}
複製程式碼

B服務訊息佇列消費端二:

//
try {
    業務程式碼B
    事務提交
    //此時介面狀態碼2XX
} catch (Exception e) {
    事務回滾
    //此時介面狀態碼非2XX
}
channel.basicAck手動確認//kafka則手動提交位移
複製程式碼

一致性分析:

  1. A服務傳送訊息到訊息佇列成功，卻提交事務失敗，出現資料不一致。
  2. B消費端一：手動確認後，訊息從訊息佇列刪除，B事務提交失敗，出現資料不一致。
  3. B消費端二：B事務提交成功，手動確認失敗，可能會重複收到該條訊息，出現不一致。 此時可在訊息中新增uuid，服務B收到訊息後根據uuid進行一次去重再處理等方式來實現冪等性。

方式三：預執行+確認+回查，類似TCC

A服務需要插入一個表transaction_record記錄呼叫狀態，提供給B服務回撥。

A服務業務介面:

String uuid = generateUUID()//生成一個uuid
try{
    feign.preCreate(uuid,...)//feign呼叫B預執行，比如B服務為建立訂單服務，預建立一個訂單，但狀態為待確認
    業務程式碼A
    將uuid插入transaction_record表中
    事務提交
}catch (Exception e) {
    事務回滾
    feign.cancel(uuid)//feign呼叫B取消，比如B服務為建立訂單服務，設定該訂單狀態為取消
}

feign.confirm(uuid)//feign呼叫B確認，比如B服務為建立訂單服務，設定該訂單狀態為確認，此時訂單可用 
複製程式碼

A服務服務回查介面，提供給B服務回查狀態:

get /v1/transaction/{uuid}

從transaction_record表中查詢，有則返回確認，沒有則返回取消
複製程式碼

B服務需要提供預執行、確認、取消介面。若預執行後遲遲沒有執行確認或取消，則B向A回查，根據結果確認或取消。

一致性分析：

  1. A中preCreate執行異常。應丟擲異常，不再執行業務程式碼和事件表插入uuid，去執行cancel。若B執行則狀態也為未確認，不影響一致性； 若cancel也執行失敗，比如此時B掛掉，B重啟後應去呼叫服務A的回查介面，確定狀態。狀態一致。
  2. 業務程式碼A執行失敗，事務回滾，feign呼叫B取消。若取消成功，則狀態一致；若取消失敗，應丟擲異常，confirm不再執行。狀態一致。
  3. 業務程式碼A執行成功，事務提交失敗，執行事務回滾。若回滾失敗，丟擲異常，不再執行cancel和confirm，B會執行超時回查確定狀態；若回滾成功，則執行取消。狀態一致。
  4. A事務提交成功，確認失敗(比如A執行確認時，服務A或者B剛好掛掉)。則服務B超時回查，發現uuid存在，修改狀態為確認。狀態一致。
  5. 預處理完成後，去執行業務程式碼，若業務程式碼執行緩慢，B服務認為超時，則服務B超時回查，若A的事務還未提交，A的回查介面返回取消， 則B被取消，A卻提交了事務，此時出現事務狀態的不一致。此時可以通過設定B稍微大的超時時間來調整，可以讓服務A在預處理的feign呼叫時傳入期待的超時時間。

總結

以上是介面間呼叫的幾種方式，這裡只提供一種大概的思路，應用時可以自己優化，同步傳送也可修改為非同步+重試等方式。 若一致性要求可採用方式三，uuid+插入表也可採用其他的方式實現。為了提高一致性，介面呼叫也要儘量是冪等的，可通過業務邏輯的冪等性或 uuid實現。

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