微服務架構下，解決資料一致性問題的實踐

隨著業務的快速發展，應用單體架構暴露出程式碼可維護性差、容錯率低、測試難度大和敏捷交付能力差等諸多問題，微服務應運而生。微服務的誕生一方面解決了上述問題，但是另一方面卻引入新的問題，其中主要問題之一就是：如何保證微服務間的業務資料一致性。

本文將通過一個商品採購的業務，來看看在Dubbo的微服務架構下，如何通過Fescar來保障業務的資料一致性。本文所述的例子中，Dubbo 和 Fescar 的註冊配置服務中心均使用 Nacos。Fescar 0.2.1+ 開始支援 Nacos 註冊配置服務中心。

業務描述

使用者採購商品的業務，包含3個微服務:

• 庫存服務: 扣減給定商品的庫存數量。

• 訂單服務: 根據採購請求生成訂單。

• 賬戶服務: 使用者賬戶金額扣減。

業務結構圖如下：

庫存服務（StorageService）

public interface StorageService {    
    /**     
     * deduct storage count     
     */
    void deduct(String commodityCode, int count);
}複製程式碼

訂單服務（OrderService）

public interface OrderService {    
    /**     
     * create order     
     */
    Order create(String userId, String commodityCode, int orderCount);
}複製程式碼

賬戶服務（AccountService）

public interface AccountService {    
    /**     
     * debit balance of user's account     
     */
    void debit(String userId, int money);
}複製程式碼

說明: 以上三個微服務均是獨立部署。

8個步驟實現資料一致性

Step 1：初始化 MySQL 資料庫（需要InnoDB 儲存引擎）

在 resources/jdbc.properties 修改StorageService、OrderService、AccountService 對應的連線資訊。

jdbc.account.url=jdbc:mysql://xxxx/xxxx
jdbc.account.username=xxxx
jdbc.account.password=xxxx
jdbc.account.driver=com.mysql.jdbc.Driver
# storage db config
jdbc.storage.url=jdbc:mysql://xxxx/xxxx
jdbc.storage.username=xxxx
jdbc.storage.password=xxxx
jdbc.storage.driver=com.mysql.jdbc.Driver
# order db config
jdbc.order.url=jdbc:mysql://xxxx/xxxx
jdbc.order.username=xxxx
jdbc.order.password=xxxx
jdbc.order.driver=com.mysql.jdbc.Driver複製程式碼

Step 2：建立 undo_log（用於Fescar AT 模式）表和相關業務表

相關建表指令碼可在 resources/sql/ 下獲取，在相應資料庫中執行 dubbo_biz.sql 中的業務建表指令碼，在每個資料庫執行 undo_log.sql 建表指令碼。

CREATE TABLE `undo_log` (  
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  `branch_id` bigint(20) NOT NULL,  
  `xid` varchar(100) NOT NULL,  
  `rollback_info` longblob NOT NULL,  
  `log_status` int(11) NOT NULL,  
  `log_created` datetime NOT NULL,  
  `log_modified` datetime NOT NULL,  
  `ext` varchar(100) DEFAULT NULL,  
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_unionkey` (`xid`,`branch_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;複製程式碼

DROP TABLE IF EXISTS `storage_tbl`;
CREATE TABLE `storage_tbl` (  
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  `commodity_code` varchar(255) DEFAULT NULL,  
  `count` int(11) DEFAULT 0,  
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY (`commodity_code`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;


DROP TABLE IF EXISTS `order_tbl`;
CREATE TABLE `order_tbl` (  
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  `user_id` varchar(255) DEFAULT NULL,  
  `commodity_code` varchar(255) DEFAULT NULL,  
  `count` int(11) DEFAULT 0,  
  `money` int(11) DEFAULT 0,  
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;


DROP TABLE IF EXISTS `account_tbl`;
CREATE TABLE `account_tbl` (  
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  `user_id` varchar(255) DEFAULT NULL,  
  `money` int(11) DEFAULT 0,  
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;複製程式碼

說明: 需要保證每個物理庫都包含 undo_log 表，此處可使用一個物理庫來表示上述三個微服務對應的獨立邏輯庫。

Step 3：引入 Fescar、Dubbo 和 Nacos 相關 POM 依賴

      <properties>
          <fescar.version>0.2.1</fescar.version>
          <dubbo.alibaba.version>2.6.5</dubbo.alibaba.version>
          <dubbo.registry.nacos.version>0.0.2</dubbo.registry.nacos.version>
       </properties>
        
       <dependency>
           <groupId>com.alibaba.fescar</groupId>
           <artifactId>fescar-spring</artifactId>
           <version>${fescar.version}</version>
       </dependency>
       <dependency>
           <groupId>com.alibaba.fescar</groupId>
           <artifactId>fescar-dubbo-alibaba</artifactId>
           <version>${fescar.version}</version>
           <exclusions>
               <exclusion>
                   <artifactId>dubbo</artifactId>
                   <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
               </exclusion>
           </exclusions>
       </dependency>
       <dependency>
           <groupId>com.alibaba</groupId>
           <artifactId>dubbo</artifactId>
           <version>${dubbo.alibaba.version}</version>
       </dependency>
       <dependency>
           <groupId>com.alibaba</groupId>
           <artifactId>dubbo-registry-nacos</artifactId>
           <version>${dubbo.registry.nacos.version}</version>
       </dependency>複製程式碼

說明: 由於當前 apache-dubbo 與 dubbo-registry-nacos jar存在相容性問題，需要排除 fescar-dubbo 中的 apache.dubbo 依賴並手動引入 alibaba-dubbo，後續 apache-dubbo(2.7.1+) 將相容 dubbo-registry-nacos。在Fescar 中 fescar-dubbo jar 支援 apache.dubbo，fescar-dubbo-alibaba jar 支援 alibaba-dubbo。

Step 4：微服務 Provider Spring配置

分別在三個微服務Spring配置檔案（dubbo-account-service.xml、 dubbo-order-service 和 dubbo-storage-service.xml ）進行如下配置：

• 配置 Fescar 代理資料來源

    <bean id="accountDataSourceProxy" class="com.alibaba.fescar.rm.datasource.DataSourceProxy">
        <constructor-arg ref="accountDataSource"/>
    </bean>

    <bean id="jdbcTemplate" class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate">
        <property name="dataSource" ref="accountDataSourceProxy"/>
    </bean>複製程式碼

此處需要使用 com.alibaba.fescar.rm.datasource.DataSourceProxy 包裝 Druid 資料來源作為直接業務資料來源，DataSourceProxy 用於業務 SQL 的攔截解析並與 TC 互動協調事務操作狀態。

• 配置 Dubbo 註冊中心

    <dubbo:registry address="nacos://${nacos-server-ip}:8848"/>複製程式碼

• 配置 Fescar GlobalTransactionScanner

    <bean class="com.alibaba.fescar.spring.annotation.GlobalTransactionScanner">
        <constructor-arg value="dubbo-demo-account-service"/>
        <constructor-arg value="my_test_tx_group"/>
    </bean>複製程式碼

此處構造方法的第一個引數為業務自定義 applicationId，若在單機部署多微服務需要保證 applicationId 唯一。

構造方法的第二個引數為 Fescar 事務服務邏輯分組，此分組通過配置中心配置項 service.vgroup_mapping.my_test_tx_group 對映到相應的 Fescar-Server 叢集名稱，然後再根據叢集名稱.grouplist 獲取到可用服務列表。

Step 5：事務發起方配置

在 dubbo-business.xml 配置以下配置：

• 配置 Dubbo 註冊中心

同 Step 4

• 配置 Fescar GlobalTransactionScanner

同 Step 4

• 在事務發起方 service 方法上新增 @GlobalTransactional 註解

@GlobalTransactional(timeoutMills = 300000, name = "dubbo-demo-tx")複製程式碼

timeoutMills 為事務的總體超時時間預設60s，name 為事務方法簽名的別名，預設為空。註解內引數均可省略。

Step 6：啟動 Nacos-Server

• 下載 Nacos-Server 最新 release 包並解壓

• 執行 Nacos-server

Linux/Unix/Mac

sh startup.sh -m standalone複製程式碼

Windows

cmd startup.cmd -m standalone複製程式碼

訪問 Nacos 控制檯：http://localhost:8848/nacos/index.html#/configurationManagement?dataId=&group=&appName=&namespace

若訪問成功說明 Nacos-Server 服務執行成功（預設賬號/密碼: nacos/nacos）

Step 7：啟動 Fescar-Server

• 下載 Fescar-Server 最新 release 包並解壓

• 初始化 Fescar 配置

進入到 Fescar-Server 解壓目錄 conf 資料夾下，確認 nacos-config.txt 的配置值（一般不需要修改），確認完成後執行 nacos-config.sh 指令碼初始化配置。

sh nacos-config.sh $Nacos-Server-IP複製程式碼

eg:

sh nacos-config.sh localhost 複製程式碼

指令碼執行最後輸出 "init nacos config finished, please start fescar-server." 說明推送配置成功。若想進一步確認可登陸Nacos 控制檯 配置列表 篩選 Group=FESCAR_GROUP 的配置項。

• 修改 Fescar-server 服務註冊方式為 nacos

進入到 Fescar-Server 解壓目錄 conf 資料夾下 registry.conf 修改 type="nacos" 並配置 Nacos 的相關屬性。

registry {  
  # file nacos
  type = "nacos"

  nacos {    
    serverAddr = "localhost"
    namespace = "public"
    cluster = "default"
  }
  file {    
    name = "file.conf"
  }
}複製程式碼

type: 可配置為 nacos 和 file，配置為 file 時無服務註冊功能
nacos.serverAddr: Nacos-Sever 服務地址(不含埠號)
nacos.namespace: Nacos 註冊和配置隔離 namespace
nacos.cluster: 註冊服務的叢集名稱
file.name: type = "file" classpath 下配置檔名

• 執行 Fescar-server

Linux/Unix/Mac

sh fescar-server.sh $LISTEN_PORT $PATH_FOR_PERSISTENT_DATA $IP(此引數可選)複製程式碼

Windows

cmd fescar-server.bat $LISTEN_PORT $PATH_FOR_PERSISTENT_DATA $IP(此引數可選)複製程式碼

$LISTEN_PORT: Fescar-Server 服務埠
$PATH_FOR_PERSISTENT_DATA: 事務操作記錄檔案儲存路徑(已存在路徑)
$IP(可選引數): 用於多 IP 環境下指定 Fescar-Server 註冊服務的IP

eg: sh fescar-server.sh 8091 /home/admin/fescar/data/

執行成功後可在 Nacos 控制檯看到 服務名 =serverAddr 服務註冊列表:

Step 8：啟動微服務並測試

• 修改業務客戶端發現註冊方式為 nacos

同Step 7 中[修改 Fescar-server 服務註冊方式為 nacos] 步驟 

• 啟動 DubboAccountServiceStarter

• 啟動 DubboOrderServiceStarter

• 啟動 DubboStorageServiceStarter

啟動完成可在 Nacos 控制檯服務列表 看到啟動完成的三個 provider：

• 啟動 DubboBusinessTester 進行測試

注意: 在標註 @GlobalTransactional 註解方法內部顯示的丟擲異常才會進行事務的回滾。整個 Dubbo 服務呼叫鏈路只需要在事務最開始發起方的 service 方法標註註解即可。

通過以上8個步驟，我們實現了使用者採購商品的業務中庫存、訂單和賬戶3個獨立微服務之間的資料一致性。

大家如果覺得文章不錯的話，可以點個贊和關注下，以後會有跟多的精品文章分享給大家。

作者福利：

給大家推薦一個架構技術交流群：714827309 ，裡面會分享一些資深架構師錄製的視訊錄影：有Spring，MyBatis，Netty原始碼分析 ，高併發、高效能、分散式、微服務架構的原理，JVM效能優化這些成為架構師必備的知識體系。還能領取免費的學習資源，相信對於已經工作 和遇到技術瓶頸的碼友，在這個群裡會有你需要的內容。 點選連結加入群聊【JAVA高階架構技術交流】：jq.qq.com/?_wv=1027&a…