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RocketMQ实战(三):分布式事务

《RocketMQ实战(一)》,《RocketMQ实战(二)》,本篇博客主要讨论的话题是:顺序消费、RMQ在分布式事务中的应用等。

关于多Master多Slave的说明

由于在之前的博客中已经搭建了双Master,其实多Master多Slave大同小异,因此这里并不会一步步的演示搭建多Master多Slave,而是从思路上,分析下重点应该注意的配置项。

《RocketMQ实战(三):分布式事务》

多Master多Slave

第一,这四台机器,对外是一个统一的整体,是一个rocketmq cluster,因此需要brokerClusterName保持统一

第二,123机器是121的从,124机器是122的从,如何在配置中体现? 主和从的brokerName需要保持一致,另外brokerId标示了谁是主,谁是从(brokerId=0的就是主,大于0的就是从)

第三,注意namesrvAddr的地址是4台NameServer

第四,配置项中brokerRole需要指明 ASYNC_MASTER(异步复制Master) or SYNC_MASTER(同步双写Master) or SLAVE(从)

第五,和以前的多Master启动方式一致,先启动4台Namesrv,然后用指定配置文件的方式启动Master/Slave即可

第六,多Master多Slave的好处在于,即便集群中某个broker挂了,也可以继续消费,保证了实时性的高可用,但是并不是说某个master挂了,slave就可以升级master,开源版本的rocketmq是不可以的。也就是说,在这种情况下,slave只能提供读的功能,将失去消息负载的能力。

Queue in Topic

对于RocketMQ而言,Topic只是一个逻辑上的概念,真正的消息存储其实是在Topic中的Queue中。想一想,为什么RocketMQ要这要设计呢?其实是为了消息的顺序消费,后文中将为大家介绍。

《RocketMQ实战(三):分布式事务》

queue in topic
《RocketMQ实战(三):分布式事务》

默认一个Topic中4个队列
《RocketMQ实战(三):分布式事务》

配置文件中指定

初步认识RocketMQ的核心模块

《RocketMQ实战(三):分布式事务》

rocketmq模块

rocketmq-broker:接受生产者发来的消息并存储(通过调用rocketmq-store),消费者从这里取得消息。

rocketmq-client:提供发送、接受消息的客户端API。

rocketmq-namesrv:NameServer,类似于Zookeeper,这里保存着消息的TopicName,队列等运行时的元信息。(有点NameNode的味道)

rocketmq-common:通用的一些类,方法,数据结构等

rocketmq-remoting:基于Netty4的client/server + fastjson序列化 + 自定义二进制协议

rocketmq-store:消息、索引存储等

rocketmq-filtersrv:消息过滤器Server,需要注意的是,要实现这种过滤,需要上传代码到MQ!【一般而言,我们利用Tag足以满足大部分的过滤需求,如果更灵活更复杂的过滤需求,可以考虑filtersrv组件】

rocketmq-tools:命令行工具

Order Message

RocketMQ提供了3种模式的Producer:

NormalProducer(普通)、OrderProducer(顺序)、TransactionProducer(事务)

在前面的博客当中,涉及的都是NormalProducer,调用传统的send方法,消息是无序的。接下来,我们来看看顺序消费。模拟这样一个场景,如果一个用户完成一个订单需要3条消息,比如订单的创建、订单的支付、订单的发货,很显然,同一个用户的订单消息必须要顺序消费,但是不同用户之间的订单可以并行消费。

生产者端代码示例:

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顺序消息模式

注意,一个Message除了Topic/Tag外,还有Key的概念。

上图的send方法不同于以往,有一个MessageQueueSelector,将用于指定特定的消息发往特定的队列当中!

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顺序消费

注意在以前普通消费消息时设置的回调是MessageListenerConcurrently,而顺序消费的回调设置是MessageListenerOrderly。

当我们启动2个Consumer进行消费时,可以观察到:

《RocketMQ实战(三):分布式事务》

多个消费者消费的结果

可以观察得到,虽然从全局上来看,消息的消费不是有序的,但是每一个订单下的3条消息是顺序消费的!

其实,如果需要保证消息的顺序消费,那么很简单,首先需要做到一组需要有序消费的消息发往同一个broker的同一个队列上!其次消费者端采用有序Listener即可。

这里,RocketMQ底层是如何做到消息顺序消费的,看一看源码你就能大概了解到,至少来说,在多线程消费场景下,一个线程只去消费一个队列上的消息,那么自然就保证了消息消费的顺序性,同时也保证了多个线程之间的并发性。也就是说其实broker并不能完全保证消息的顺序消费,它仅仅能保证的消息的顺序发送而已!

关于多线程消费这块,RocketMQ早就替我们想好了,这样设置即可:

《RocketMQ实战(三):分布式事务》

消费多线程设置

想一想,在ActiveMQ中,我们如果想实现并发消费的话,恐怕还得搞个线程池提交任务吧,RocketMQ让我们的工作变得简单!

Transaction Message

在说事务消息之前,我们先来说说分布式事务的那些事!

什么是分布式事务,我的理解是一半事务。怎么说,比如有2个异构系统,A异构系统要做T1,B异构系统要做T2,要么都成功,要么都失败。

要知道异构系统,很显然,不在一个数据库实例上,它们往往分布在不同物理节点上,本地事务已经失效。

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2阶段提交

2阶段提交协议,Two-Phase Commit,是处理分布式事务的一种常见手段。2PC,存在2个重要角色:事务协调器(TC),事务执行者。

2PC,可以看到节点之间的通信次数太多了,时间很长!时间变长了,从而导致,事务锁定的资源时间也变长了,造成资源等待时间变长!在高并发场景下,存在严重的性能问题!

下面,我们来看看MQ在高并发场景下,是如何解决分布式事务的。

考虑生活中的场景:

我们去北京庆丰包子铺吃炒肝,先去营业员那里付款(Action1),拿到小票(Ticket),然后去取餐窗口排队拿炒肝(Action2)。思考2个问题:第一,为什么不在付款的同时,给顾客炒肝?如果这样的话,会增加处理时间,使得后面的顾客等待时间变长,相当于降低了接待顾客的能力(降低了系统的QPS)。第二,付了款,拿到的是Ticket,顾客为什么会接受?从心理上说,顾客相信Ticket会兑现炒肝。事实上也是如此,就算在最后炒肝没了,或者断电断水(系统出现异常),顾客依然可以通过Ticket进行退款操作,这样都不会有什么损失!(虽然这么说,但是实际上包子铺最大化了它的利益,如果炒肝真的没了,浪费了顾客的时间,不过顾客顶多发发牢骚,最后接受)

生活已经告诉我们处理分布式事务,保证数据最终一致性的思路!这个Ticket(凭证)其实就是消息!

《RocketMQ实战(三):分布式事务》

业务和消息生成耦合在一起

业务操作和消息的生成耦合在一起,保证了只要A银行的账户发生扣款,那么一定会生成一条转账消息。只要A银行系统的事务成功提交,我们可以通过实时消息服务,将转账消息通知B银行系统,如果B银行系统回复成功,那么A银行系统可以在table中设置这条转账消息的状态。

这样耦合的方式,从架构上来看,就有点不太优雅,而且存在一些问题。比如说,消息的存储实质上是在A银行系统中的,如果A银行系统出了问题,将导致无法转账。如果解耦,将消息独立出来呢?

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业务和消息解耦

如上图所示,消息数据独立存储,业务和消息解耦,实质上消息的发送有2次,一条是转账消息,另一条是确认消息。

到这里,我们先来看看基于RocketMQ的代码:

《RocketMQ实战(三):分布式事务》

生产者示例代码

生产者这里用到是:TransactionMQProducer。

这里涉及到2个角色:本地事务执行器(代码中的TransactionExecuterImpl)、服务器回查客户端Listener(代码中的TransactionCheckListener)。

如果事务消息发送到MQ上后,会回调  本地事务执行器;但是此时事务消息是prepare状态,对消费者还不可见,需要  本地事务执行器  返回RMQ一个确认消息。

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本地事务执行器

事务消息是否对消费者可见,完全由事务返回给RMQ的状态码决定(状态码的本质也是一条消息)。

《RocketMQ实战(三):分布式事务》

回查Listener
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运行结果

生产者发送了2条消息给RMQ,有一条本地事务执行成功,有一条本地事务执行失败。

2条业务消息 + 2条确认消息  因此是4条;

注意到消费者只消费了一条数据,就是只有告诉RMQ本地事务执行成功的那条消息才会被消费!因此是1条!

但是,注意到本地事务执行失败的消息,RMQ并没有check listener?这是为什么呢?因为RMQ在3.0.8的时候还是支持check listener回查机制的,但是到了3.2.6的时候将事务回查机制“阉割”了!

那么3.0.8的时候,RMQ是怎么做事务回查的呢?看一看源码,你会知道,其实事务消息开始是prepare状态,然后RMQ会将其持久化到MySQL当中,然后如果收到确认消息,就删除掉这条prepare消息,如果迟迟收不到确认消息,那么RMQ会定时的扫描prepare消息,发送给produce group进行回查确认!

到这里,问题来了,要知道3.2.6版本,没有回查机制了,会存在问题么?

当然会存在问题!假设,我们发送一条转账事务消息给RMQ,成功后回调本地事务,DB减操作成功,刚准备给RMQ一个确认消息,此时突然断电,或者网络抖动,使得这条确认消息没有发送出去。此时RMQ中的那条转账事务消息,始终处于prepare状态,消费者读取不到,但是却已经完成一方的账户资金变动!!!

既然,RMQ3.2.6版本不为我们进行回查,那么只能由我们自己完成了。具体怎么做呢,咱们下期再来分析~ 

see u , good night~

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