.NetCore中使用分布式事务DTM的二阶段消息

一、概述

二阶段消息是DTM新提出的，可以完美代替现有的事务消息和本地消息表架构。无论从复杂度、性能、便利性还是代码量都是完胜现有的方案。

相比现有的消息架构借助于各种消息中间件比如RocketMQ等，DTM自己实现了无需额外的学习成本。它能够保证本地事务的提交和全局事务提交是“原子的”，适合解决不需要回滚的分布式事务场景。

二阶段消息保证提交的原子性和如何保证业务成功执行如下时序图：

二阶段消息主要是指Prepare和Submit两个阶段，主程序向DTM服务发送Prepare消息，成功后执行本地事务，完成本地事务后发送Submit消息至DTM服务，之后DTM会调用分支事件执行其他服务，最后完成全局事务。

当发送了Prepare但是Submit没有提交的话，会进行回调请求来确认消息的情况，具体工作过程如下：

1、在处理本地事务时，会将gid插入到barrier表中，同时带上插入原因为committed。该表有一个唯一索引，主要字段为gid。

2、当进行回查时，二阶段消息的操作不是直接查gid是否存在，而是再insert ignore一条带有相同gid的数据，同时带上插入原因为rollbacked。此时如果表中如果已有gid的记录，那么新的插入操作就会被ignore，否则数据会被插入。

3、然后再用gid查询表中的记录，如果查到记录的reason为committed，那么说明本地事务已提交；如果查到记录的reason为rollbacked，那么说明本地事务已回滚。

二、安装DTM

我使用二进制包下载安装地址，我是Window环境所以下载后解压，点击dtm.exe进行运行即可，如下启动成功

启动成功后可以访问http://localhost:36789，进入管理后台

三、创建DTM所需的表

我们需要创建一个表处理消息的回查，表里保存全局事务ID，具体作用在后续说明，我这里用的SqlServer数据库，所以执行如下：

CREATE TABLE [dbo].[barrier]
(
    [id] bigint NOT NULL IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,
    [trans_type] varchar(45) NOT NULL DEFAULT(''),
    [gid] varchar(128) NOT NULL DEFAULT(''),
    [branch_id] varchar(128) NOT NULL DEFAULT(''),
    [op] varchar(45) NOT NULL DEFAULT(''),
    [barrier_id] varchar(45) NOT NULL DEFAULT(''),
    [reason] varchar(45) NOT NULL DEFAULT(''),
    [create_time] datetime NOT NULL DEFAULT(getdate()) ,
    [update_time] datetime NOT NULL DEFAULT(getdate())
)

GO

CREATE UNIQUE INDEX[ix_uniq_barrier] ON[dbo].[barrier]
        ([gid] ASC, [branch_id] ASC, [op] ASC, [barrier_id] ASC)
WITH(IGNORE_DUP_KEY = ON)

GO

这里比较关键的是那个唯一索引，有一个IGNORE_DUP_KEY = ON,这个其实就是为了等价mysql的insert ignore表示存在相关字段的信息则不插入，否则就插入数据

当然还支持很多其他的数据库，建表语句可以从这里查看地址

四、创建项目

我们简单的创建两个.net core webapi项目进行测试,两个项目都进行相同的如下操作：

 1、安装Dtmcli和Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer

安装Dtmcli是因为其中已经帮我们集成了DTM客户端SDK HTTP版本,想要GRPC版本可以安装Dtmgrpc。

安装Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer很显然是为了处理数据库。

Install-Package Dtmcli
Install-Package Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer

2、配置

接下来我们配置服务，先在配置文件appsetting.json中添加如下

  "AppSettings": {
    "DtmUrl": "http://localhost:36789",
    "BusiUrl": "http://localhost:5056",
    "QueryPreparedUrl": "http://localhost:5046",
    "BarrierConn": "Data Source=.;Initial Catalog=HTGL;TrustServerCertificate=True;;Integrated Security=True"
  }

DtmUrl：DTM的监听地址，http的是36789，grpc的是36790

BusiUrl：访问其他服务的地址

QueryPreparedUrl：回查的地址

BarrierConn：数据库连接语句

添加一个配置类：

    public class AppSettings
    {
        public string DtmUrl { get; set; }
        public string BusiUrl { get; set; }
        public string BarrierConn { get; set; }
        public string QueryPreparedUrl { get; set; }
    }

之后注入服务如下：

builder.Services.AddDtmcli(dtm => {
    dtm.DtmUrl = builder.Configuration.GetValue<string>("AppSettings:DtmUrl");
    dtm.SqlDbType = DtmCommon.Constant.Barrier.DBTYPE_SQLSERVER;
    dtm.BarrierSqlTableName = "[HTGL].[dbo].[barrier]";
});
builder.Services.Configure<AppSettings>(builder.Configuration.GetSection("AppSettings"));

SqlDbType：表示使用的数据库类型

BarrierSqlTableName：Barrier表的名字

3、添加代码

我们在其中一个项目添加主程序代码如下：

    [ApiController]public class DtmController : ControllerBase
    {

        private readonly ILogger<DtmController> _logger;
        private readonly IDtmClient _dtmClient;
        private readonly IDtmTransFactory _transFactory;
        private readonly AppSettings _settings;
        private readonly IBranchBarrierFactory _factory;
        public DtmController(ILogger<DtmController> logger, IDtmClient dtmClient,IDtmTransFactory transFactory, IOptions<AppSettings> settings, IBranchBarrierFactory factory)
        {
            _logger = logger;
            _dtmClient = dtmClient;
            _transFactory = transFactory;
            _settings = settings.Value;
            _factory = factory;
        }
        private DbConnection GetConn() => new Microsoft.Data.SqlClient.SqlConnection(_settings.BarrierConn);
        [HttpPost("post-dtm-msg")]
        public async Task<IActionResult> Get(CancellationToken cancellationToken)
        {
            //1、创建gid
            var gid = await _dtmClient.GenGid(cancellationToken);
            //2、设置分支事务
            var msg = _transFactory.NewMsg(gid)
                .Add(_settings.BusiUrl + "/TransOut", new { id = 123 })
                .Add(_settings.BusiUrl + "/TransIn", new { id = 321 });//3、执行submit
            using (DbConnection conn = GetConn())
            {
                await msg.DoAndSubmitDB(_settings.QueryPreparedUrl + "/msg-queryprepared", conn, async tx =>
                {
                    //4、执行本地事务
                    await Task.CompletedTask;
                });
            }
            _logger.LogInformation("result gid is {0}", gid);
            return Content("SUCCESS");
        }
        [HttpGet("msg-queryprepared")]
        public async Task<IActionResult> QueryPrepared(CancellationToken cancellationToken)
        {
            var bb = _factory.CreateBranchBarrier(Request.Query);
            _logger.LogInformation("bb {0}", bb);
            using (DbConnection conn = GetConn())
            {
                //回调查询消息状态
                var res = await bb.QueryPrepared(conn);
                return Ok(new { dtm_result = res });
            }
        }
    }

然后我们向另一个服务项目添加如下代码，作为一个简单的服务方法，没有任何操作只是返回成功：

[ApiController]
    public class TransController : ControllerBase
    {
        private readonly ILogger<TransController> _logger;
        private readonly IBranchBarrierFactory _factory;
        private readonly AppSettings _settings;
        private DbConnection GetConn() => new Microsoft.Data.SqlClient.SqlConnection(_settings.BarrierConn);
        public TransController(ILogger<TransController> logger, IBranchBarrierFactory factory, IOptions<AppSettings> settings)
        {
            _logger = logger;
            _factory = factory;
            _settings = settings.Value;
        }
        [HttpPost("TransIn")]
        public async Task<IResult> In()
        {
            return Results.Ok(new { dtm_result = "SUCCESS" });
            //return Results.Ok(new { dtm_result = "FAILURE" });
        }
        [HttpPost("TransOut")]
        public async Task<IResult> Out()
        {
            return Results.Ok(new { dtm_result = "SUCCESS" });
        }
    }

五、执行查看结果

我们正常执行，可以看到下面的动图结果，在执行完本地事务后会访问分支事务，然后数据库表中添加了一条记录

可以在管理后台看到我们请求成功的信息

如果要演示失败，需要做以下修改直接报错，我们可以看到访问了回调方法，然后数据库中看到rollback标记的消息

using (DbConnection conn = GetConn())
            {
                await msg.DoAndSubmitDB(_settings.QueryPreparedUrl + "/msg-queryprepared", conn, async tx =>
                {
                    throw new Exception("报错了");
                    //4、执行本地事务
                    await Task.CompletedTask;
                });
            }

提交后再宕机演示比较麻烦，我就不演示了，大家意会即可。

如果分支事务返回的不是SUCCESS而是FAILURE会由DTM隔一段时间重新请求，dtm对每个事务的重试是指数退避策略，具体为间隔是每失败一次，间隔加倍，避免过多的重试，导致系统负载异常上升。

如果您经过长时间的的宕机，因指数退避算法导致要很久才会重试。如果您想要手动触发立即重试，您可以手动把相应事务的next_cron_time(Redis存储引擎的该功能还在开发中)修改为当前时间，就会在数秒内被定时轮询，事务就会继续往前执行。