分布式事務解決方案

由於資料量的巨大，大部分web應用都需要部署很多個資料庫例項。這樣，有些使用者操作就可能需要去修改多個資料庫例項中的資料。傳統的解決方法是使用分布式事務保證資料的全域性一致性，經典的方法是使用兩階段提交協議。

長期以來，分布式事務提供的優雅的全域性acid保證麻醉了應用開發者的心靈，很多人都不敢越雷池一步，想像沒有分布式事務的世界會是怎樣。如今就如mysql和postgresql這類面向低端使用者的開源資料庫都支援分布式事務了，開發者更是沉醉其中，不去考慮分布式事務是否給系統帶來了傷害。

事實上，有所得必有所失，分布式事務提供的acid保證是以損害系統的可用性、效能與可伸縮性為代價的。只有在參與分布式事務的各個資料庫例項都能夠正常工作的前提下，分布式事務才能夠順利完成，只要有乙個工作不正常，整個事務就不能完成。這樣，系統的可用性就相當於參加分布式事務的各例項的可用性之積，例項越多，可用性下降越明顯。從效能和可伸縮性角度看，首先是事務的總持續時間通常是各例項操作時間之和，因為乙個事務中的各個操作通常是順序執行的，這樣事務的響應時間就會增加很多；其次是一般web應用的事務都不大，單機操作時間也就幾毫秒甚至不到1毫秒，一但涉及到分布式事務，提交時節點間的網路通訊往返過程也為毫秒級別，對事務響應時間的影響也不可忽視。由於事務持續時間延長，事務對相關資源的鎖定時間也相應增加，從而可能嚴重增加了併發衝突，影響到系統吞吐率和可伸縮性。

正是由於分布式事務有以上問題，ebay在設計上就不採用分布式事務，而是通過其它途徑來解決資料一致性問題。其中使用的最重要的技術就是訊息佇列和訊息應用狀態表。

舉個例子。假設系統中有以下兩個表

user(id, name, amt_sold, amt_bought)

transaction(xid, seller_id, buyer_id, amount)

其中user表記錄使用者交易彙總資訊，transaction表記錄每個交易的詳細資訊。

這樣，在進行一筆交易時，若使用事務，就需要對資料庫進行以下操作：

begin;

insert into transaction values(xid, $seller_id, $buyer_id, $amount);

update user set amt_sold = amt_sold + $amount where id = $seller_id;

update user set amt_bought = amt_bought + $amount where id = $buyer_id;

commit;

即在transaction表中記錄交易資訊，然後更新賣家和買家的狀態。

假設transaction表和user表儲存在不同的節點上，那麼上述事務就是乙個分布式事務。要消除這一分布式事務，將它拆分成兩個子事務，乙個更新transaction表，乙個更新user表是不行的，因為有可能transaction表更新成功後，更新user失敗，系統將不能恢復到一致狀態。

解決方案是使用訊息佇列。如下所示，先啟動乙個事務，更新transaction表後，並不直接去更新user表，而是將要對user表進行的更新插入到訊息佇列中。另外有乙個非同步任務輪詢佇列內容進行處理。

begin;

insert into transaction values(xid, $seller_id, $buyer_id, $amount);

put_to_queue 「update user(「seller」, $seller_id, amount);

put_to_queue 「update user(「buyer」, $buyer_id, amount);

commit;

for each message in queue

begin;

dequeue message;

if message.type = 「seller」 then

update user set amt_sold = amt_sold + message.amount where id = message.user_id;

else

update user set amt_bought = amt_bought + message.amount where id = message.user_id;

endcommit;

end上述解決方案看似完美，實際上還沒有解決分布式問題。為了使第乙個事務不涉及分布式操作，訊息佇列必須與transaction表使用同一套儲存資源，但為了使第二個事務是本地的，訊息佇列儲存又必須與user表在一起。這兩者是不可能同時滿足的。

如果訊息具有操作冪等性，也就是乙個訊息被應用多次與應用一次產生的效果是一樣的話，上述問題是很好解決的，只要將訊息佇列放到transaction表一起，然後在第二個事務中，先應用訊息，再從訊息佇列中刪除。由於訊息佇列儲存與user表不在一起，應用訊息後，可能還沒來得及將應用過的訊息從佇列中刪除時系統就出故障了。這時系統恢復後會重新應用一次這一訊息，由於冪等性，應用多次也能產生正確的結果。

雖然由於沒有分布式事務的強一致性保證，使用上述方案在系統發生故障時，系統將短時間內處於不一致狀態。但基於訊息佇列和訊息應用狀態表，最終可以將系統恢復到一致。使用訊息佇列方案，解除了兩個資料庫例項之間的緊密耦合，其效能和可伸縮性是分布式事務不可比擬的。

當然，使用分布式事務有助於簡化應用開發，使用訊息佇列明顯需要更多的工作量，兩者各有優缺點。個人觀點是，對於時間緊迫或者對效能要求不高的系統，應採用分布式事務加快開發效率，對於時間需求不是很緊，對效能要求很高的系統，應考慮使用訊息佇列方案。對於原使用分布式事務，且系統已趨於穩定，效能要求高的系統，則可以使用訊息佇列方案進行重構來優化效能。

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