微服务架构中的数据一致性 _架构

在微服务中，一个逻辑上原子操作可以经常跨越多个微服务。即使是单片系统也可能使用多个数据库或消息传递解决方案。使用多个独立的数据存储解决方案，如果其中一个分布式流程参与者出现故障，我们就会面临数据不一致的风险 - 例如在未下订单的情况下向客户收费或未通知客户订单成功。在本文中，我想分享一些我为使微服务之间的数据最终保持一致而学到的技术。
为什么实现这一目标如此具有挑战性？只要我们有多个存储数据的地方（不在单个数据库中），就不能自动解决一致性问题，工程师在设计系统时需要注意一致性。目前，在我看来，业界还没有一个广为人知的解决方案，可以在多个不同的数据源中自动更新数据 - 我们可能不应该等待很快就能获得一个。
以自动且无障碍的方式解决该问题的一种尝试是实现两阶段提交（2PC）模式的XA协议。但在现代高规模应用中（特别是在云环境中）， 2PC似乎表现不佳。为了消除2PC的缺点，我们必须交易ACID for BASE并根据要求以不同方式覆盖一致性问题。
Saga模式在多个微服务中处理一致性问题的最着名的方法是Saga模式。您可以将Sagas视为多个事务的应用程序级分布式协调。根据用例和要求，您可以优化自己的Saga实施。相反，XA协议试图涵盖所有场景。Saga模式也不是新的。它在过去已知并用于ESB和SOA体系结构中。最后，它成功地转变为微服务世界。跨越多个服务的每个原子业务操作可能包含技术级别的多个事务。Saga Pattern的关键思想是能够回滚其中一个单独的交易。众所周知，开箱即用的已经提交的单个事务无法进行回滚。但这是通过引入补偿操作来实现的 - 通过引入“取消”操作。

文章插图
图片
除了取消之外，您还应该考虑使您的服务具有幂等性，以便在出现故障时重试或重新启动某些操作。应监控故障，并应积极主动地应对故障。
对账如果在进程的中间负责调用补偿操作的系统崩溃或重新启动，该怎么办？在这种情况下，用户可能会收到错误消息，并且应该触发补偿逻辑，或者 - 当处理异步用户请求时，应该恢复执行逻辑。

文章插图
图片
要查找崩溃的事务并恢复操作或应用补偿，我们需要协调来自多个服务的数据。对账
是在金融领域工作的工程师所熟悉的技术。你有没有想过银行如何确保你的资金转移不会丢失，或者两个不同的银行之间如何汇款？快速回答是对账。

文章插图
图片
在会计中，对账是确保两组记录（通常是两个账户的余额）达成一致的过程。对帐用于确保离开帐户的资金与实际支出的资金相匹配。这是通过确保在特定会计期间结束时余额匹配来完成的。- Jean Scheid ， “了解资产负债表账户调节”，Bright Hub，2011年4月8日
回到微服务，使用相同的原则，我们可以在一些动作触发器上协调来自多个服务的数据。当检测到故障时，可以按计划或由监控系统触发操作。最简单的方法是运行逐记录比较。可以通过比较聚合值来优化该过程。在这种情况下，其中一个系统将成为每条记录的真实来源。
事件簿想象一下多步骤交易。如何在对帐期间确定哪些事务可能已失败以及哪些步骤失败？一种解决方案是检查每个事务的状态。在某些情况下，此功能不可用（想象一下发送电子邮件或生成其他类型消息的无状态邮件服务）。在其他一些情况下，您可能希望立即了解事务状态，尤其是在具有许多步骤的复杂方案中。例如，预订航班，酒店和转机的多步订单。

文章插图
图片
复杂的分布式流程在这些情况下，事件日志可以提供帮助。记录是一种简单但功能强大的技术。许多分布式系统依赖于日志。“预写日志记录”是数据库在内部实现事务行为或维护副本之间一致性的方式。相同的技术可以应用于微服务设计。在进行实际数据更改之前，服务会写入有关其进行更改的意图的日志条目。实际上，事件日志可以是协调服务所拥有的数据库中的表或集合。