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一文帶你了解微服務(wù)架構(gòu)中的"發(fā)件箱模式"

更新時間：2023年01月09日 08:24:50 作者：JAVA旭陽

微服務(wù)架構(gòu)如今非常的流行，這個架構(gòu)下可能經(jīng)常會遇到“雙寫”的場景。本文就和大家分享一個“發(fā)件箱模式”,?感興趣的小伙伴可以了解一下

前言

微服務(wù)架構(gòu)如今非常的流行，這個架構(gòu)下可能經(jīng)常會遇到“雙寫”的場景。雙寫是指您的應(yīng)用程序需要在兩個不同的系統(tǒng)中更改數(shù)據(jù)的情況，比如它需要將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中并向消息隊列發(fā)送事件。您需要保證這兩個操作都會成功。如果兩個操作之一失敗，您的系統(tǒng)可能會變得不一致。那針對這樣的情況有什么好的方法或者設(shè)計保證呢？本文就和大家分享一個“發(fā)件箱模式”, 可以很好的避免此類問題。

下訂單的例子

假設(shè)我們有一個 OrderService 類，它在創(chuàng)建新訂單時被調(diào)用，此時它應(yīng)該將訂單實體保存在數(shù)據(jù)庫中并向交付微服務(wù)發(fā)送一個事件，以便交付部門可以開始計劃交付。

你的代碼可能是下面這樣子的：

@Service
public record OrderService(
    IDeliveryMessageQueueService deliveryMessageQueueService,
    IOrderRepository orderRepository,
    TransactionTemplate transactionTemplate) implements IOrderService {

    @Override
    public void create(int id, String description) {
        String message = buildMessage(id, description);

        transactionTemplate.executeWithoutResult(transactionStatus -> {
            // 保存訂單
            orderRepository.save(id, description);
        });

        // 發(fā)送消息
        deliveryMessageQueueService.send(message);
    }

    private String buildMessage(int id, String description) {
        // ...
    }
}

可以看到我們在事務(wù)中將訂單保存在數(shù)據(jù)庫中，然后我們使用消息隊列將事件發(fā)送到交付服務(wù)。這是雙寫的一個場景。

這么寫，會遇到什么問題呢？

首先，如果我們保存了訂單但是發(fā)送消息失敗了怎么辦？送貨服務(wù)永遠(yuǎn)不會收到消息。

那你可能想到把保存訂單和發(fā)消息放到同一個事務(wù)中不就可以了嗎，就是是將 deliveryMessageQueueService#send 移動到與 orderRepository#save 相同的事務(wù)中，如下圖：

transactionTemplate.executeWithoutResult(transactionStatus -> {
            // 保存訂單
            orderRepository.save(id, description);
            // 發(fā)送消息
        	deliveryMessageQueueService.send(message);
        });

實際上，在數(shù)據(jù)庫事務(wù)內(nèi)部建立 TCP 連接是一種糟糕的做法，我們不應(yīng)該這樣做。

有沒有更好的方法呢？

我們可以訂單表所在的同一數(shù)據(jù)庫中有一個表“發(fā)件箱”（在最簡單的情況下，它可以有一個列“消息”和當(dāng)前時間戳）。保存訂單時，在同一個事務(wù)中，我們在“發(fā)件箱”表中保存了一條消息。消息一發(fā)送，我們就可以將其從發(fā)件箱表中刪除，代碼如下：

@Service
public record OrderService(
    IDeliveryMessageQueueService deliveryMessageQueueService,
    IOrderRepository orderRepository,
    IOutboxRepository outboxRepository,
    TransactionTemplate transactionTemplate) implements IOrderService {

    @Override
    public void create(int id, String description) {
        UUID outboxId = UUID.randomUUID();
        String message = buildMessage(id, description);

        transactionTemplate.executeWithoutResult(transactionStatus -> {
            // 保存訂單
            orderRepository.save(id, description);
            // 保存到發(fā)件箱
            outboxRepository.save(new OutboxEntity(outboxId, message));
        });

        deliveryMessageQueueService.send(message);
        
        // 刪除
        outboxRepository.delete(outboxId);
    }

    private String buildMessage(int id, String description) {
        // ...
    }
}

可以看到，我們在一次事務(wù)中將訂單和發(fā)件箱實體保存在我們的數(shù)據(jù)庫中。然后我們發(fā)送一條消息，如果成功，我們刪除這條消息。

如果 deliveryMessageQueueService#send 失敗會怎樣？（例如，您的應(yīng)用程序被終止或消息隊列或數(shù)據(jù)庫不可用）。在這種情況下，outboxRepository#delete 將不會運行，我們必須重試發(fā)送消息。

它可以使用將在后臺運行的計劃任務(wù)來完成，該任務(wù)將嘗試發(fā)送在表發(fā)件箱中顯示超過 X 秒（例如 10 秒）的消息，如下面的代碼。

@Service
public record OutboxRetryTask(IOutboxRepository outboxRepository,
                              IDeliveryMessageQueueService deliveryMessageQueueService) {

    @Scheduled(fixedDelayString = "10000")
    public void retry() {
        List<OutboxEntity> outboxEntities = outboxRepository.findAllBefore(Instant.now().minusSeconds(60));
        for (OutboxEntity outbox : outboxEntities) {
            deliveryMessageQueueService.send(outbox.message());
            outboxRepository.delete(outbox.id());
        }
    }
}

在這里你可以看到，我們每 10 秒運行一個任務(wù)，并發(fā)送之前沒有發(fā)送過的消息。如果消息成功發(fā)送到消息隊列，但發(fā)件箱實體沒有從數(shù)據(jù)庫中刪除（例如因為數(shù)據(jù)庫問題），那么下次該后臺任務(wù)將嘗試再次將此消息發(fā)送到消息隊列。但這也意味著我們消息的消費者必須做好冪等處理，因為可能會多次接收相同的消息。

發(fā)件箱模式

通過上面的例子，我們可以抽象出“發(fā)件箱模式”。

在數(shù)據(jù)庫里面額外增加一個outbox表用于存儲需要發(fā)送的event
把直接發(fā)送event的步驟換成先把event存儲到數(shù)據(jù)庫outbox表
程序啟動一個 job 不斷去抓取 outbox 表里面的記錄，通過推送線程完成不同業(yè)務(wù)的推送
最后刪除發(fā)送成功的記錄
提醒消息消費端要做好冪等處理

總結(jié)

發(fā)件箱模式雖然聽上去可能很簡單，但是在平時開發(fā)中可能會忽略掉。如果還不能理解，我們可以將它類比到生活的場景，寄信人只需要寫好信件，放入收件箱，之后就不用管了。送信的人會來收件箱取走信件，根據(jù)信件里需要送到的地址，將信件送至目的地。這樣做的好處就是，寄信人寫好信之后，就不需要等待收信人有空的時候才能寄信，只需要往發(fā)件箱里丟就好了。

以上就是一文帶你了解微服務(wù)架構(gòu)中的"發(fā)件箱模式"的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于微服務(wù)架構(gòu)發(fā)件箱模式的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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