Golang在整洁架构基础上实现事务

前言

大家好，这里是白泽，这篇文章在 go-kratos 官方的 layout 项目的整洁架构基础上，实现优雅的数据库事务操作。

视频讲解 ：B站：白泽talk，公众号【白泽talk】

本期涉及的学习资料：

• 我的开源Golang学习仓库：https://github.com/BaiZe1998/go-learning，这期的所有内容汇聚成一个可运行的 demo， kit/transaction 路径下。
• kratos CLI 工具：go install github.com/go-kratos/kratos/cmd/kratos/v2@latest。
• kratos 微服务框架：https://github.com/go-kratos/kratos
• wire 依赖注入库：https://github.com/google/wire
• 领域驱动设计思想：本文不多涉及，具备相关背景知识食用本文更佳。

在开始学习之前，先补齐一下整洁架构 & 依赖注入的前置知识。

预备知识

整洁架构

kratos 是 Go 语言的一个微服务框架，github 23k，https://github.com/go-kratos/kratos

该项目提供了 CLI 工具，允许用户通过 kratos new xxxx，新建一个 xxxx 项目，这个项目将使用 kratos-layout 仓库的代码结构。

仓库地址：https://github.com/go-kratos/kratos-layout

kratos-layout 项目为用户提供的，配合 CLI 工具生成的一个典型的 Go 项目布局看起来像这样：

application
|____api
| |____helloworld
| | |____v1
| | |____errors
|____cmd
| |____helloworld
|____configs
|____internal
| |____conf
| |____data
| |____biz
| |____service
| |____server
|____test
|____pkg
|____go.mod
|____go.sum
|____LICENSE
|____README.md

依赖注入

通过依赖注入，实现了资源的使用和隔离，同时避免了重复创建资源对象，是实现整洁架构的重要一环。

kratos 的官方文档中提到，十分建议用户尝试使用 wire 进行依赖注入，整个 layout 项目，也是基于 wire，完成了整洁架构的搭建。

service 层，实现 rpc 接口定义的方法，实现对外交互，注入了 biz。

// GreeterService is a greeter service.
type GreeterService struct {
   v1.UnimplementedGreeterServer

   uc *biz.GreeterUsecase
}

// NewGreeterService new a greeter service.
func NewGreeterService(uc *biz.GreeterUsecase) *GreeterService {
   return &GreeterService{uc: uc}
}

// SayHello implements helloworld.GreeterServer.
func (s *GreeterService) SayHello(ctx context.Context, in *v1.HelloRequest) (*v1.HelloReply, error) {
   g, err := s.uc.CreateGreeter(ctx, &biz.Greeter{Hello: in.Name})
   if err != nil {
      return nil, err
   }
   return &v1.HelloReply{Message: "Hello " + g.Hello}, nil
}

biz 层：定义 repo 接口，注入 data 层。

// GreeterRepo is a Greater repo.
type GreeterRepo interface {
   Save(context.Context, *Greeter) (*Greeter, error)
   Update(context.Context, *Greeter) (*Greeter, error)
   FindByID(context.Context, int64) (*Greeter, error)
   ListByHello(context.Context, string) ([]*Greeter, error)
   ListAll(context.Context) ([]*Greeter, error)
}

// GreeterUsecase is a Greeter usecase.
type GreeterUsecase struct {
   repo GreeterRepo
   log  *log.Helper
}

// NewGreeterUsecase new a Greeter usecase.
func NewGreeterUsecase(repo GreeterRepo, logger log.Logger) *GreeterUsecase {
	return &GreeterUsecase{repo: repo, log: log.NewHelper(logger)}
}

// CreateGreeter creates a Greeter, and returns the new Greeter.
func (uc *GreeterUsecase) CreateGreeter(ctx context.Context, g *Greeter) (*Greeter, error) {
	uc.log.WithContext(ctx).Infof("CreateGreeter: %v", g.Hello)
	return uc.repo.Save(ctx, g)
}

data 作为数据访问的实现层，实现了上游接口，注入了数据库实例资源。

type greeterRepo struct {
	data *Data
	log  *log.Helper
}

// NewGreeterRepo .
func NewGreeterRepo(data *Data, logger log.Logger) biz.GreeterRepo {
	return &greeterRepo{
		data: data,
		log:  log.NewHelper(logger),
	}
}

func (r *greeterRepo) Save(ctx context.Context, g *biz.Greeter) (*biz.Greeter, error) {
	return g, nil
}

func (r *greeterRepo) Update(ctx context.Context, g *biz.Greeter) (*biz.Greeter, error) {
	return g, nil
}

func (r *greeterRepo) FindByID(context.Context, int64) (*biz.Greeter, error) {
	return nil, nil
}

func (r *greeterRepo) ListByHello(context.Context, string) ([]*biz.Greeter, error) {
	return nil, nil
}

func (r *greeterRepo) ListAll(context.Context) ([]*biz.Greeter, error) {
	return nil, nil
}

db：注入 data，作为被操作的对象。

type Data struct {
	// TODO wrapped database client
}

// NewData .
func NewData(c *conf.Data, logger log.Logger) (*Data, func(), error) {
	cleanup := func() {
		log.NewHelper(logger).Info("closing the data resources")
	}
	return &Data{}, cleanup, nil
}

Golang 优雅事务

准备

项目获取：强烈建议克隆仓库后实机操作。

git clone git@github.com:BaiZe1998/go-learning.git
cd kit/transcation/helloworld

这个目录基于 go-kratos CLI 工具使用 kratos new helloworld 生成，并在此基础上修改，实现了事务支持。

运行 demo 需要准备：

1. 本地数据库 dev：root:root@tcp(127.0.0.1:3306)/dev?parseTime=True&loc=Local
2. 建立表：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS greater (
    hello VARCHAR(20) NOT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

ps：Makefile 中提供了使用 goose 进行数据库变更管理的能力（goose 也是一个开源的高 项目，推荐学习）

up:
	goose mysql "root:root@tcp(localhost:3306)/dev?parseTime=true" up

down:
	goose mysql "root:root@tcp(localhost:3306)/dev?parseTime=true" down

create:
	goose mysql "root:root@tcp(localhost:3306)/dev?parseTime=true" create ${name} sql

1. 启动服务：go run ./cmd/helloworld/，通过 config.yaml 配置了 HTTP 服务监听 localhost:8000，GRPC 则是 localhost:9000。

2. 发起一个 get 请求

核心逻辑

helloworld 项目本质是一个打招呼服务，由于 kit/transcation/helloworld 已经是魔改后的版本，为了与默认项目做对比，你可以自行生成一个 helloworld 项目，在同级目录下，对照学习。

在 internal/biz/greeter.go 文件中，是我更改的内容，为了测试事务，我在 biz 层的 CreateGreeter 方法中，调用了 repo 层的 Save 和 Update 两个方法，且这两个方法都会成功，但是 Update 方法人为抛出一个异常。

// CreateGreeter creates a Greeter, and returns the new Greeter.
func (uc *GreeterUsecase) CreateGreeter(ctx context.Context, g *Greeter) (*Greeter, error) {
   uc.log.WithContext(ctx).Infof("CreateGreeter: %v", g.Hello)
   var (
      greater *Greeter
      err     error
   )
   //err = uc.db.ExecTx(ctx, func(ctx context.Context) error {
   // // 更新所有 hello 为 hello + "updated"，且插入新的 hello
   // greater, err = uc.repo.Save(ctx, g)
   // _, err = uc.repo.Update(ctx, g)
   // return err
   //})
   greater, err = uc.repo.Save(ctx, g)
   _, err = uc.repo.Update(ctx, g)
   if err != nil {
      return nil, err
   }
   return greater, nil
}

// Update 人为抛出异常
func (r *greeterRepo) Update(ctx context.Context, g *biz.Greeter) (*biz.Greeter, error) {
	result := r.data.db.DB(ctx).Model(&biz.Greeter{}).Where("hello = ?", g.Hello).Update("hello", g.Hello+"updated")
	if result.RowsAffected == 0 {
		return nil, fmt.Errorf("greeter %s not found", g.Hello)
	}
	return nil, fmt.Errorf("custom error")
	//return g, nil
}

repo 层开启事务

如果忽略上文注释中的内容，因为两个 repo 的数据库操作都是独立的。

func (r *greeterRepo) Save(ctx context.Context, g *biz.Greeter) (*biz.Greeter, error) {
   result := r.data.db.DB(ctx).Create(g)
   return g, result.Error
}

func (r *greeterRepo) Update(ctx context.Context, g *biz.Greeter) (*biz.Greeter, error) {
   result := r.data.db.DB(ctx).Model(&biz.Greeter{}).Where("hello = ?", g.Hello).Update("hello", g.Hello+"updated")
   if result.RowsAffected == 0 {
      return nil, fmt.Errorf("greeter %s not found", g.Hello)
   }
   return nil, fmt.Errorf("custom error")
   //return g, nil
}

即使最后抛出 Update 的异常，但是 save 和 update 都已经成功了，且彼此不强关联，数据库中会多增加一条数据。

biz 层开启事务

因此为了 repo 层的两个方法能够共用一个事务，应该在 biz 层就使用 db 开启事务，且将这个事务的会话传递给 repo 层的方法。

如何传递：使用 context 便成了顺理成章的方案。

接下来将 internal/biz/greeter.go 文件中注释的部分释放，且注释掉分开使用事务的两行，此时重新运行项目请求接口，则由于 Update 方法抛出 err，导致事务回滚，未出现新增的 xiaomingupdated 记录。

// CreateGreeter creates a Greeter, and returns the new Greeter.
func (uc *GreeterUsecase) CreateGreeter(ctx context.Context, g *Greeter) (*Greeter, error) {
   uc.log.WithContext(ctx).Infof("CreateGreeter: %v", g.Hello)
   var (
      greater *Greeter
      err     error
   )
   err = uc.db.ExecTx(ctx, func(ctx context.Context) error {
      // 更新所有 hello 为 hello + "updated"，且插入新的 hello
      greater, err = uc.repo.Save(ctx, g)
      _, err = uc.repo.Update(ctx, g)
      return err
   })
   //greater, err = uc.repo.Save(ctx, g)
   //_, err = uc.repo.Update(ctx, g)
   if err != nil {
      return nil, err
   }
   return greater, nil
}

核心实现

由于 biz 层的 Usecase 实例持有 *DBClient，repo 层也持有 *DBClient，且二者在依赖注入的时候，代表同一个数据库连接池实例。

在 pkg/db/db.go 中，为 *DBClient 提供了如下两个方法： ExecTx() & DB()。

在 biz 层，通过优先执行 ExecTx() 方法，创建事务，以及将待执行的两个 repo 方法封装在 fn 参数中，传递给 gorm 实例的 Transaction() 方法待执行。

同时在 Transcation 内部，触发 fn() 函数，也就是聚合的两个 repo 操作，需要注意的是，此时将携带 contextTxKey 事务 tx 的 ctx 作为参数传递给了 fn 函数，因此下游的两个 repo 可以获取到 biz 层的事务会话。

type contextTxKey struct{}

// ExecTx gorm Transaction
func (c *DBClient) ExecTx(ctx context.Context, fn func(ctx context.Context) error) error {
   return c.db.WithContext(ctx).Transaction(func(tx *gorm.DB) error {
      ctx = context.WithValue(ctx, contextTxKey{}, tx)
      return fn(ctx)
   })
}

func (c *DBClient) DB(ctx context.Context) *gorm.DB {
   tx, ok := ctx.Value(contextTxKey{}).(*gorm.DB)
   if ok {
      return tx
   }
   return c.db
}

在 repo 层执行数据库操作的时候，尝试通过 DB() 方法，从 ctx 中获取到上游传递下来的事务会话，如果有则使用，如果没有，则使用 repo 层自己持有的 *DBClient，进行数据访问操作。

func (r *greeterRepo) Save(ctx context.Context, g *biz.Greeter) (*biz.Greeter, error) {
	result := r.data.db.DB(ctx).Create(g)
	return g, result.Error
}

func (r *greeterRepo) Update(ctx context.Context, g *biz.Greeter) (*biz.Greeter, error) {
	result := r.data.db.DB(ctx).Model(&biz.Greeter{}).Where("hello = ?", g.Hello).Update("hello", g.Hello+"updated")
	if result.RowsAffected == 0 {
		return nil, fmt.Errorf("greeter %s not found", g.Hello)
	}
	return nil, fmt.Errorf("custom error")
	//return g, nil
}

参考文献

• https://lailin.xyz/post/clean-arch-transaction.html

• https://github.com/pressly/goose

• https://github.com/go-kratos/kratos

• https://go-kratos.dev/docs/getting-started/usage

• https://gorm.io/zh_CN/docs/update.html

• https://www.cnblogs.com/zhanchenjin/p/17855944.html