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1、活動中心場景介紹

在電商系統(tǒng)上線初期，往往會進行一些“拉新”活動，例如活動部門提出新用戶注冊送積分、送優(yōu)惠券活動。

基于分布式、微服務(wù)的設(shè)計理念，通常的架構(gòu)設(shè)計(子系統(tǒng)交互)如下圖所示：

其核心系統(tǒng)介紹如下：

• 賬戶中心

提供用戶登錄、用戶注冊等服務(wù)，一個新用戶注冊時，向MQ服務(wù)器中的USER_REGISTER主題發(fā)送一條消息，主流程結(jié)束，與送積分，送優(yōu)惠券等過程解耦。

• 優(yōu)惠券(券系統(tǒng))

提供發(fā)放優(yōu)惠券、使用優(yōu)惠券等與券相關(guān)的基礎(chǔ)服務(wù)。

• 積分中心

提供積分相關(guān)的服務(wù)，例如積分贈送、積分消費、積分查詢等基礎(chǔ)服務(wù)。

• 送積分服務(wù)(消費者)

訂閱MQ，按照規(guī)則決定是否需要贈送積分，如果需要則調(diào)用積分相關(guān)的基礎(chǔ)接口，完成積分的發(fā)放。

• 送優(yōu)惠券(消費者)

訂閱MQ，按照規(guī)則決定是否需要贈送優(yōu)惠券，如果需要則調(diào)用券系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)接口，完成優(yōu)惠券的發(fā)放。

上面的架構(gòu)設(shè)計非常優(yōu)雅，但并不是無懈可擊，讀者們肯定會想到如果新用戶注冊成功，但消息發(fā)送到MQ失敗，或者消息成功發(fā)送到MQ，但發(fā)送完MQ后系統(tǒng)出現(xiàn)異常導(dǎo)致用戶注冊失敗又該如何呢?

上面的問題其實就是典型的分布式事務(wù)問題：即如何保證用戶注冊(數(shù)據(jù)庫操作)與MQ消息發(fā)送這兩個分布式操作的一致性。

RocketMQ事務(wù)消息閃亮登場。

2、事務(wù)消息實現(xiàn)原理

一言以蔽之：RocketMQ事務(wù)消息要解決的問題是消息發(fā)送與業(yè)務(wù)的一致性，其解決思路：二階段提交與事務(wù)狀態(tài)回查，其具體實現(xiàn)流程如下圖所示：

其核心設(shè)計理念：

• 應(yīng)用程序開啟一個數(shù)據(jù)庫事務(wù)，進行數(shù)據(jù)庫操作，并且在事務(wù)中發(fā)送一條PREPARE消息，PREPARE消息發(fā)送成功后通知應(yīng)用程序記錄本地事務(wù)狀態(tài)，然后提交本地事務(wù)。
• RocketMQ在收到類型為PREPARE的消息時，首先備份消息的原主題與原消息消費隊列，然后將消息存儲在主題為RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC的消息隊列中，故PREPARE的消息是不會被客戶端消費的。
• Broker消息服務(wù)器開啟一個定時任務(wù)處理RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC中的消息，會每隔指定時間向消息發(fā)送者發(fā)起事務(wù)狀態(tài)查詢請求 ,詢問消息發(fā)送者客戶端本地事務(wù)是否成功，然后根據(jù)回查狀態(tài)決定是提交還是回滾，即對處于PREPARE狀態(tài)進行提交或回滾操作。
• 發(fā)送者如果明確得知事務(wù)成功，則可以返回COMMIT，服務(wù)端會提交該條消息，具體操作是恢復(fù)原消息的主題與隊列，重新發(fā)送到Broker，消費端感知后消費。
• 發(fā)送者如果無法明確得知事務(wù)狀態(tài)，則返回UNOWN，此時服務(wù)端會等待一定時間后再次向發(fā)送者詢問，默認詢問15次。
• 發(fā)送者如果非常明確得知事務(wù)失敗，則可以返回ROLLBACK。

在具體實踐中，消息發(fā)送者在無法獲取事務(wù)狀態(tài)時不要武斷的返回ROLLBACK，而是要返回UNOWN，讓服務(wù)端定時重試回查，說明如下：

在將PREPARE消息發(fā)送到Broker后，服務(wù)端發(fā)起事務(wù)查詢時本地事務(wù)可能還未提交，為了避免無效的事務(wù)回查機制，RocketMQ通常至少在收到PREPARE消息6s后才會發(fā)起第一次事務(wù)回查，可通過 transactionTimeOut 配置。故客戶端在實現(xiàn)事務(wù)回查時無法證明事務(wù)狀態(tài)時不應(yīng)該返回ROLLBACK，而是返回UNOWN。

3、事務(wù)消息實戰(zhàn)

光說不練假把式，接下來以一個新用戶注冊送優(yōu)惠券的場景來詳細介紹如何使用事務(wù)消息。

項目模塊職責(zé)說明如下：

事務(wù)消息的核心代碼組裝在transaction-service，其核心類圖如下：

其中核心要點如下：

• UserServiceImpl

Dubbo接口業(yè)務(wù)實現(xiàn)類，類似MVC的控制層，在這里做一些參數(shù)驗證，但不執(zhí)行具體的業(yè)務(wù)邏輯，只是發(fā)送一條事務(wù)消息到MQ。

• UserRegTransactionListener

事務(wù)監(jiān)聽器，在 executeLocalTransaction 方法中執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，數(shù)據(jù)庫本地事務(wù)加在該方法。

溫馨提示：之所以不在UserServicveImpl中執(zhí)行本地事務(wù)，是因為 executeLocalTransaction 中拋出的異常會被RocketMQ框架捕捉，及異常無法被UserServiceImpl感知，即無法實現(xiàn)其事務(wù)的一致性。

接下來展示其核心代碼，全部源碼已上傳到github倉庫。

倉庫地址：https://github.com/dingwpmz/rocketmq-learning

3.1 UserServiceImpl 核心實現(xiàn)

UserServiceImpl 的核心要點如下：

• 首先應(yīng)該對參數(shù)進行校驗、業(yè)務(wù)邏輯進行校驗，如果不滿足業(yè)務(wù)條件，會發(fā)送一些無效消息到MQ，雖然不會造成業(yè)務(wù)異常，但會消耗性能
• 發(fā)送事務(wù)消息，建議對消息設(shè)置Key,Key的值可以用業(yè)務(wù)處理流水號(可唯一表示該業(yè)務(wù)操作)或者核心業(yè)務(wù)字段(例如訂單編號)
• 業(yè)務(wù)入口類可通過事務(wù)消息發(fā)送狀態(tài)來判斷業(yè)務(wù)是否失敗。

3.2 UserRegTransactionListener 核心實現(xiàn)

事務(wù)監(jiān)聽器需要實現(xiàn)執(zhí)行本地事務(wù)與事務(wù)回查兩個接口。

3.2.1 實現(xiàn) executeLocalTransaction

首先需要實現(xiàn) executeLocalTransaction 方法，執(zhí)行本地事務(wù)，其代碼如下圖所示：

其中幾個關(guān)鍵點說明如下：

• 在該方法上添加數(shù)據(jù)庫事務(wù)標簽。
• 執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，示例Demo只是將用戶數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫。
• 如果業(yè)務(wù)執(zhí)行失敗，可明確告知需要回滾，上層調(diào)用方也可根據(jù)ROLLBACK_MESSAGE進行相應(yīng)的處理。
• 如果業(yè)務(wù)成功，不建議直接返回COMMIT，而是建議返回UNKNOW,因為該方法盡管在方法最后一行，但可能發(fā)生斷電等異常情況，數(shù)據(jù)庫并沒有成功。

3.2.2 實現(xiàn) checkLocalTransaction

其次需要實現(xiàn)事務(wù)狀態(tài)回查，用來RocketMQ服務(wù)端感知事務(wù)是否成功，其實現(xiàn)原理如下圖所示：

其實現(xiàn)關(guān)鍵點如下：

• 如果能明確得知本地事務(wù)成功，則返回COMMIT_MESSAGE
• 如該不能明確得知本地事務(wù)成功，不能返回ROLLBACK_MESSAGE,而是返回UNKNOW，等待服務(wù)端下一次事務(wù)回查(不會立即觸發(fā))，服務(wù)端默認回查15次，如果15次都得到UNKNOW，則會回滾該消息。

3.3 代碼獲取

上文只是將事務(wù)消息的核心代碼加以解讀，并重點闡述每個步驟的實現(xiàn)關(guān)鍵點，筆者基于SpringBoot，嘗試結(jié)合場景學(xué)習(xí)RocketMQ的使用技巧，其代碼上傳到了github倉庫。

 

https://github.com/dingwpmz/rocketmq-learning

丁威，《RocketMQ技術(shù)內(nèi)幕》作者，RocketMQ社區(qū)優(yōu)秀布道師，主打成體系分享JAVA主流中間件，打造完備的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系，目前涵蓋Java并發(fā)、微服務(wù)、消息、調(diào)度、數(shù)據(jù)異構(gòu)等領(lǐng)域，未來繼續(xù)關(guān)注監(jiān)控、在線診斷等領(lǐng)域。

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