.NetCore中使用分布式事务DTM的二阶段消息

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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 PrepareSubmit 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 reasoncommitted ,那么说明本地事务已提交;如果查到记录的 reasonrollbacked ,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 mysqlinsert 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"}

DtmUrlDTM 的监听地址, http 的是 36789grpc 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 classAppSettings
    {
        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

BarrierSqlTableNameBarrier 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 classDtmController : ControllerBase
    {

        private readonly ILogger<DtmController>_logger;
        private readonlyIDtmClient _dtmClient;
        private readonlyIDtmTransFactory _transFactory;
        private readonlyAppSettings _settings;
        private readonlyIBranchBarrierFactory _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() => newMicrosoft.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
                    awaitTask.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 = awaitbb.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 classTransController : ControllerBase
    {
        private readonly ILogger<TransController>_logger;
        private readonlyIBranchBarrierFactory _factory;
        private readonlyAppSettings _settings;
        private DbConnection GetConn() => newMicrosoft.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
                    awaitTask.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。

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