在 Serverless 架构下,应用程序的功能被拆分成若干个独立的服务,每个服务只负责一个功能,通过事件触发来进行协作和交互。这种架构能够提高应用的可靠性和弹性,但同时也带来了新的问题,例如分布式事务处理。
本文将介绍在 Serverless 架构下实现分布式事务处理的方案,包括两阶段提交和 Saga 模式,并结合示例代码进行说明。
两阶段提交
在传统的 ACID 事务模型中,所有的数据库操作都在同一个事务中进行,要么全部提交,要么全部回滚。但在分布式环境下,问题变得复杂起来,因为每个服务都有自己的数据库,并且每个服务可能有自己的事务。这时候,我们可以采用两阶段提交的方法。
两阶段提交是一种基于协调者和参与者之间的通讯协议,用于协调分布式事务处理。该协议分为两个阶段:
- 提交请求阶段(Prepare Phase):协调者向所有的参与者发送提交请求,并询问是否可以执行提交操作。
- 提交执行阶段(Commit Phase):如果所有的参与者都同意执行提交操作,则协调者向所有参与者发送提交执行请求,并要求所有的参与者执行提交操作。否则,协调者向所有的参与者发送回滚请求。
下面是一个使用两阶段提交的分布式事务处理示例(使用 AWS Lambda 和 DynamoDB 实现):
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该示例中,我们使用 DynamoDB 作为数据库,两个 Lambda 函数分别负责修改两个表中的数据,代码中使用的是 transact_write_items
方法来执行事务操作。在第一阶段,我们发送 Prepare 请求,询问所有的参与者是否可以执行提交操作。在第二阶段,我们根据所有的参与者的响应来决定是提交还是回滚。
Saga 模式
两阶段提交虽然能够解决分布式事务处理问题,但同时也带来了额外的开销和延迟。另外,如果在第二阶段发生网络异常等情况,可能导致事务永远无法完成。因此,我们还可以使用另一种模式:Saga 模式。
Saga 模式是一种基于微服务的分布式事务管理模式,它把一个长事务拆分成多个短事务,每个短事务都是独立的,可以通过事件驱动的方式协调完成整个事务。Saga 模式通常由以下几个步骤组成:
- 发起服务调用:发送一个调用请求到第一个服务。
- 执行本地事务:第一个服务执行本地事务,并向 Saga 协调器发送“补偿请求”,以备后续使用。
- 当前事务成功:第一个服务向 Saga 协调器发送“确认请求”来表示当前事务执行成功。
- 发起下一个服务调用:Saga 协调器向下一个服务发送调用请求。
- 重复步骤 2-4 直到所有的服务都执行成功或其中一个服务执行失败。
- 执行补偿:当一个服务执行失败时,Saga 协调器将向之前执行的所有服务发送补偿请求来撤销之前的事务。
下面是一个使用 Saga 模式的分布式事务处理示例(使用 AWS Lambda 和 SNS 实现):
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该示例中,我们使用 SNS(Simple Notification Service)作为消息队列,三个 Lambda 函数分别负责提交两个本地事务和一个补偿请求,并向其他服务广播消息。当某个服务执行失败时,我们可以使用补偿请求来撤销之前的事务。注意,SNS 默认只能保证“至少一次”消息传递语义,如果需要“仅一次”语义,需要附加相应的幂等性检测机制。这个机制可以通过在 Lambda 函数中使用 DynamoDB 来实现。
总结
本文介绍了在 Serverless 架构下实现分布式事务处理的两种方案:两阶段提交和 Saga 模式。两阶段提交适用于简单的事务处理场景,而 Saga 模式则可以处理更为复杂的事务场景。在实际开发中,我们需要根据实际情况选择适合的方案,并结合其他技术栈来实现分布式事务处理。
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