Spring Cloud异步场景分布式事务怎样做？试试RocketMQ

一、背景

在微服务架构中，我们常常使用异步化的手段来提升系统的 吞吐量 和解耦上下游，而构建异步架构最常用的手段就是使用 消息队列(MQ)，那异步架构怎样才能实现数据一致性呢？本文主要介绍如何使用RocketMQ的事务消息来解决一致性问题。

RocketMQ 是阿里巴巴开源的分布式消息中间件，目前已成为 Apache 的顶级项目。历经多次天猫双十一海量消息考验，具有高性能、低延时和高可靠等特性

PS：同步场景怎样保证一致性？请看文章《Spring Cloud同步场景分布式事务怎样做？试试Seata》

二、MQ选型

可以看到在 业务处理 方面来说 RocketMQ 优于其他对手，而且原生支持 事务消息

PS：业务系统用的是其他 MQ 产品但是又需要 事务消息 怎么办？学习原理自己开发实现！

三、什么是事务消息

例如下图的场景：生成订单记录 -> MQ -> 增加积分

我们是应该先 创建订单记录，还是先 发送MQ消息 呢？

先发送MQ消息：这个明显是不行的，因为如果消息发送成功，而订单创建失败的话是没办法把消息收回来的
先创建订单记录：如果订单创建成功后MQ消息发送失败 抛出异常，因为两个操作都在本地事务中所以订单数据是可以回滚的

上面的 方式二 看似没问题，但是 网络是不可靠的！如果 MQ 的响应因为网络原因没有收到，所以在面对不确定的结果只好进行回滚；但是 MQ 端又确实是收到了这条消息的，只是回给客户端的 响应丢失 了！

所以 事务消息 就是用来保证 本地事务 与 MQ消息发送 的原子性！

四、RocketMQ事务消息原理

主要的逻辑分为两个流程：

事务消息发送及提交：
1. 发送 half消息
2. MQ服务端 响应消息写入结果
3. 根据发送结果执行 本地事务（如果写入失败，此时half消息对业务 不可见，本地逻辑不执行）
4. 根据本地事务状态执行 Commit 或者 Rollback（Commit操作生成消息索引，消息对消费者可见）
回查流程：
1. 对于长时间没有 Commit/Rollback 的事务消息（pending 状态的消息），从服务端发起一次回查
2. Producer 收到回查消息，检查回查消息对应的 本地事务状态
3. 根据本地事务状态，重新 Commit 或者 Rollback

逻辑时序图

五、异步架构一致性实现思路

从上面的原理可以发现 事务消息 仅仅只是保证本地事务和MQ消息发送形成整体的 原子性，而投递到MQ服务器后，并无法保证消费者一定能消费成功！

如果 消费端消费失败 后的处理方式，建议是记录异常信息然后 人工处理，并不建议回滚上游服务的数据(因为两者是解耦的，而且 复杂度 太高)

我们可以利用 MQ 的两个特性 重试 和 死信队列 来协助消费端处理：

消费失败后进行一定次数的 重试
重试后也失败的话该消息丢进 死信队列 里
另外起一个线程监听消费 死信队列 里的消息，记录日志并且预警！

因为有 重试 所以消费者需要实现 幂等性

六、分布式事务场景样例

下面就用刚刚提到的场景：生成订单记录 -> MQ -> 增加积分；来简单讲一下 Spring Cloud 中应该怎么做，详细代码请 下载demo 查看。
PS：怎样安装部署RocketMQ可以参考《Apache RocketMQ 消息队列部署与可视化界面安装》

6.1. 引入依赖

使用 spring-cloud-stream 框架来访问 RocketMQ

Spring Cloud Stream 是一个构建消息驱动的框架，通过抽象的定义实现应用与MQ消息队列之间的解耦，目前支持 RabbitMQ、kafka 和 RocketMQ

6.2. 开启事务消息

消息生产者需要添加 transactional: true 开启 事务消息

6.3. 订单服务发送half消息

因为开启了 事务消息 所以这里发送的是 half消息 对于消费端是 不可见 的

6.4. 订单服务监听half消息

使用 @RocketMQTransactionListener 注解监听 半消息，并实现 RocketMQLocalTransactionListener 接口，该接口有两个方法

executeLocalTransaction：用于提交本地事务
checkLocalTransaction：用于事务回查

如果提交事务消息失败，需等待约1分钟左右 事务回查 方法才会被调用

6.5. 积分服务消费消息

注意：因为有 重试，这里如果是真实的业务需要自行实现 幂等性

6.6. 消费死信队列预警

监听并消费死信队列中的消息，用于记录错误日志，并且预警通知运维人员等

6.7. 测试用例

demo中提供了3个接口分别测试不同的场景：

事务成功
http://localhost:11002/success
流程如下：
1. 订单创建成功
2. 提交事务消息成功
3. 消费消息增加积分成功
订单创建成功但提交事务消息失败
http://localhost:11002/produceError
流程如下：
1. 订单创建成功
2. 提交事务消息失败
3. 事务回查(等待1分钟左右) 成功
4. 提交事务消息成功
5. 消费消息增加积分成功
消费消息失败
http://localhost:11002/consumeError
流程如下：
1. 订单创建成功
2. 提交事务消息成功
3. 消费消息增加积分失败
4. 重试消费消息失败
5. 进入死信队列成功
6. 消费死信队列的消息成功
7. 记录日志并发出预警成功

七、demo下载地址

https://gitee.com/zlt2000/microservices-platform/tree/master/zlt-demo/rocketmq-demo/rocketmq-transactional

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