分布式事务面试题丨RocketMQ事务消息的解决思路来啦!

业务场景

大家好,我是千锋老朱,今天和大家分享一个关于RocketMQ的面试题——“RocketMQ事务消息”。

在给面试官讲解这个问题之前,你可以先设计一个业务场景,越真实越好,越贴近生产越好,如果没有生产案例,可以直接列举电商中大家都容易懂的业务场景。

比如,在分布式场景中用户取消订单,增加用户账户余额。这个业务简单易懂,业务大致流程是两个服务协同完成业务,订单服务取消订单,账户服务新增用户账户余额。场景有了,那接下来咱们就可以跟面试官沟通怎么解决,把思路分析清楚。

解决思路

1. 思路一

在分布式场景中,我们可以通过远程调用协议(RPC/HTTP)来完成服务间的远程调用,如果我们使用的是Dubbo、HSF、GRPC 等技术方案,那么使用RPC协议就可以完成服务间远程调用;

如果使用的是SpringCloud技术方案,那么可以通过Openfeign(底层http协议)来完成服务间远程调用。具体实现流程如下图:

分布式事务面试题丨RocketMQ事务消息的解决思路来啦!_第1张图片

在分布式场景中,数据一致性是我们必须要面对的问题。在分布式项目中,保证数据的一致性,我们不能用本地事务的思维去解决,必须采用分布式事务的解决方案。

在这里老朱给大家推荐阿里的生产实践方案seata,至于seata具体是怎么实现的,解决原理是什么,我这里就不给大家详细说明了,我们的线下课程中有详细的讲解。当然如果有这方面需求的童鞋,也可以参考老朱在B站上的免费视频:https://www.bilibili.com/vi deo/BV1tU4y1P7nT?p=86

2. 思路二

其实思路一并不是在正面回答面试官的问题,只是说了业务的实现方案,我们讲解思路一的目的是在告诉面试官,我知道什么是分布式事务,以及分布式事务应该怎么去解决。而思路二则是正面去回答面试官的问题,比如上面说到的业务场景,我们还可以利用MQ的事务消息来解决。

那为什么要使用MQ呢?这是因为MQ有解耦以及异步处理的特性。具体流程如下:

分布式事务面试题丨RocketMQ事务消息的解决思路来啦!_第2张图片

于MQ实现分布式事务的大概思路是,当order服务取消订单时,我们可以不用直接去调用账户服务。而是可以通过发送消息,然后账户服务监听消息队列,账户服务收到消息时处理账户业务。

这个实现思路其实很简单,但要想落地实现却没那么简单,我们必须要解决取消订单与发送消息的一致性问题。试想一下,如果取消订单失败,结果消息发送成功;或者取消订单成功,但发送消息失败,那么就会导致数据的不一致问题。接下来老朱就给大家简单复现一下。

问题复现

我们先来看看如下代码:

@Transactional
public ResultVo back(String ordersn) {
    //取消订单
    int update = orderMapper.update(ordersn);

    //发送消息
    SendResult sendResult = rocketMQTemplate.syncSend("order-cancel:cancel", ordersn);
    
    //异常代码
    int i = 1/0;

    return new ResultVo(true,"success");
}

如上代码,当运行异常时,本地事务一定会回滚,但消息却发送出去了,数据的一致性就得不到保证了。那该怎么解决呢?这时我们就可以采用事务消息了,事务消息就能解决这个问题!

接下来我们就可以跟面试官讲解事务消息的具体实现过程,注意老朱这里用的MQ是RocketMQ,大家也可以采用其他MQ产品,只要支持事务消息就可以。

. 实现原理

1. 原理分析

在展示具体实现代码之前,老朱先把MQ实现分布式事务的原理讲解一下。

分布式事务面试题丨RocketMQ事务消息的解决思路来啦!_第3张图片

根据上图,老朱给大家梳理了RocketMQ实现分布式事务的流程原理,如下:

  • 将发送消息的功能从业务中剥离出来。业务的第一步不是取消订单操作,而是发送消息,当然这里发送消息只能是”半消息“,”半消息“的特点是消费者不能消费;

  • 当broker收到”半消息“时会应答生产者,生产者收到成功应答后再执行本地事务;

  • 执行本地事务也就是取消订单;

  • 本地事务如果处理成功则提交消息。提交消息后,消息就可以入队,消费者就可以消费消息。当然如果本地事务失败,那么就回滚消息,消息就会被删除,消费者也收不到消息;

  • 如果不确定本地事务是否成功,我们可以进行本地事务回查;

  • 回查本地事务;回查可以直接查询数据库,检查本地事务是否成功,如果成功提交消息,否则回滚消息。

以上的实现原理很巧妙,思路也很简单,具体实现代码大家可以参考如下。如果你不理解代码的意思,可以观看老朱的免费视频:

https://www.bilibili.com/video/BV1Ui4y1P7rk

2. 实现代码

我们把上图中展现的功能,在如下代码中进行实现:

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public void sendTransactionMQ() throws Exception {
    //消息    
    Message message = new Message();
    message.setTopic("tuihuo");
    message.setKeys(orderId);
    message.setBody(orderId.getBytes());

    //生产者
    TransactionMQProducer producer = new TransactionMQProducer("TransactionMQProducer");
    producer.setNamesrvAddr("192.168.73.130:9876");
    
    //注册事务消息监听器
    producer.setTransactionListener(new TransactionListenerImpl);
    
    //发送消息
    TransactionSendResult sendResult = producer.sendMessageInTransaction(message,orderId);
 
}

3. 事务消息监听器

另外RocketMQ的事务消息是基于两阶段提交方案来实现的,也就是说消息会有两个状态,prepared和commited。当消息执行完send方法后,进入到prepared状态,然后就会执行executeLocal Transaction方法,该方法的返回值有3个,这些返回值决定着该消息的命运。

  • COMMIT_MESSAGE:提交消息。表示该消息由prepared状态进入到commited状态,消费者可以消费这个消息;

  • ROLLBACK_MESSAGE:回滚。表示该消息将被删除,消费者不能消费这个消息;

  • UNKNOW:未知。这个状态有点意思,如果返回这个状态,则表示该消息既不提交,也不回滚,还是保持prepared状态。而最终决定这个消息命运的,是checkLocalTrans action这个方法。

事务监听器的实现代码如下:

public class TransactionListenerImpl implements TransactionListener {
    @Autowired
    private TermMapper termMapper;

    
    //When send transactional prepare(half) message succeed, this method will be invoked to execute local transaction.
    @Override
    public LocalTransactionState executeLocalTransaction(Message msg, Object arg) {
           //本地事务
            Result res = orderService.cancelOrder(msg.getBody())         
            try {
                
                if (res.isSuccess()) {
                    // 本地事务执行成功,提交半消息
                    System.out.println("本地事务执行成功,提交事务事务消息");
                    return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
                } else {
                    // 本地事务执行成功,回滚半消息
                    System.out.println("本地事务执行失败,回滚事务消息");
                    return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
                }
            } catch (Exception e) {
                 // 异常情况返回未知状态
                    return LocalTransactionState.UNKNOW;
            }
    }

    //When no response to prepare(half) message. broker will send check message to check the transaction status, and this method will be invoked to get local transaction status
    @Override
    public LocalTransactionState checkLocalTransaction(MessageExt msg) {
        String orderId = msg.getKeys();
        //检查订单删了没有,如果已经删除,那么消息可以被消费者消费
        Order order =orderMapper.selectById(orderId);
        if (order == null) {
            return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
        }
        //如果还没删除,数据库操作一定回滚了,那么消息也要回滚,不让消费
        return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
    }
}

注意事项

我们在使用RocketMQ的时候,要注意以下两个配置参数。

  • 事务消息最大反查次数

transactionCheckMax=N

  • 事务消息检查间隔时间默认为 60s 

transactionCheckInterval=5000

好啦,关于RocketMQ的事务消息,今天就给大家分享到这里啦。我是老朱,欢迎小伙伴们留言评论,可以把你不明白的地方写在评论区哦。

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