實戰與原理：如何基于RocketMQ實現分布式事務？
使用事務消息
在DailyMart系統中，用戶發起支付后，訂單系統需要調用庫存服務執行庫存扣減邏輯。
由于這是跨服務調用，因此會產生分布式事務。在這里，我們使用RocketMQ的事務消息來實現分布式事務。
1、首先，在訂單服務的應用服務層處理支付邏輯，并調用RocketMQ發送事務消息：
@Override
public String payment(String orderSn) {
// todo 集成支付寶支付
// 支付流水號
String outOrderNo = IdUtils.get32UUID();
TradeOrder tradeOrder = Optional.ofNullable(tradeOrderService.getByOrderSn(orderSn)).orElseThrow(() -> new BusinessException("訂單編號不存在"));
// 如果訂單處于待支付狀態
if (Objects.equals(tradeOrder.getStatus(), OrderStatusEnum.WAITING_PAYMENT.getStatus())) {
OrderPaidEvent orderPaidEvent = new OrderPaidEvent(orderSn, outOrderNo);
TransactionSendResult sendResult = enhanceTemplate.sendTransaction("TRADE-ORDER", "ORDER-PAID");
if (SendStatus.SEND_OK == sendResult.getSendStatus() && sendResult.getLocalTransactionState() == LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE) {
return tradeOrder.getOrderSn();
} else {
throw new BusinessException("支付失敗...");
}
} else {
throw new BusinessException("訂單已支付，請勿重復提交...");
}
}2、在訂單服務的基礎設施層，創建一個類實現 RocketMQLocalTransactionListener 接口：
該接口有兩個方法：
- executeLocalTransaction：用于執行本地事務。
- checkLocalTransaction：在RocketMQ執行消息回查時檢查本地事務執行結果，用于確定消息提交還是回滾。
@Component
@Slf4j
public class OrderPaidTransactionConsumer implements RocketMQLocalTransactionListener {
@Resource
private TransactionTemplate transactionTemplate;
@Resource
private TradeOrderService tradeOrderService;
/**
* 執行本地事務
* 將訂單狀態修改成已支付
*/
@Override
public RocketMQLocalTransactionState executeLocalTransaction(Message message, Object o) {
final OrderPaidEvent orderPaidEvent = JsonUtils.byte2Obj((byte[]) message.getPayload(), OrderPaidEvent.class);
try {
// 放到同一個本地事務中
this.transactionTemplate.executeWithoutResult(status -> {
String orderSn = orderPaidEvent.getOrderSn();
// 修改成待發貨
tradeOrderService.changeOrderStatus(orderSn, OrderStatusEnum.AWAITING_SHIPMENT);
});
return RocketMQLocalTransactionState.COMMIT;
} catch (Exception e) {
log.error("修改訂單狀態失敗", e);
// ROLLBACK 則回滾消息，rocketmq將廢棄這條消息
return RocketMQLocalTransactionState.ROLLBACK;
// 如果是UNKNOWN, 則觸發回查
}
}
/**
* 檢查本地事務執行狀態
* 消息回查時，對于正在進行中的事務不要返回Rollback或Commit結果，應繼續保持Unknown的狀態。
*/
@Override
public RocketMQLocalTransactionState checkLocalTransaction(Message message) {
final OrderPaidEvent orderPaidEvent = JsonUtils.byte2Obj((byte[]) message.getPayload(), OrderPaidEvent.class);
String orderSn = orderPaidEvent.getOrderSn();
TradeOrder tradeOrder = tradeOrderService.getByOrderSn(orderSn);
// 如果已經修改成待發貨說明本地事務執行成功，此時消費端可以直接消費
if (Objects.equals(tradeOrder.getStatus(), OrderStatusEnum.AWAITING_SHIPMENT.getStatus())) {
return RocketMQLocalTransactionState.COMMIT;
} else {
// 這里查不到的時候返回 UNKNOWN在于，有可能事務還沒有提交，回查就開始了
return RocketMQLocalTransactionState.UNKNOWN;
}
}
}3、在庫存服務的基礎設施層，監聽消息以執行庫存扣減邏輯：
@Component
@Slf4j
@RocketMQMessageListener(consumerGroup = "dailymart_inventory_group", topic = "TRADE-ORDER", selectorExpression = "ORDER-PAID")
public class InventoryDeductionConsumer extends EnhanceMessageHandler<OrderPaidEvent> implements RocketMQListener<OrderPaidEvent> {
@Resource
private InventoryDomainService inventoryDomainService;
@Override
public void onMessage(OrderPaidEvent orderPaidEvent) {
super.dispatchMessage(orderPaidEvent);
}
@Override
protected void handleMessage(OrderPaidEvent orderPaidEvent) throws Exception {
// 執行庫存扣減邏輯
String orderSn = orderPaidEvent.getOrderSn();
inventoryDomainService.deductionInventory(orderSn);
}
}通過以上步驟，我們完成了RocketMQ事務消息的發送，利用事務消息的特性保證分布式事務的最終一致性。與普通消息相比，事務消息在處理時需要實現 RocketMQLocalTransactionListener 接口，這是事務消息的核心。
介紹完事務消息的使用，接下來我們再來聊聊事務消息的原理。
事務消息的原理
首先，讓我們思考一下，如果不使用事務消息會有什么問題。
很容易想到的一個問題就是消息丟失。當保存訂單后由于網絡問題導致消息丟失，如下圖所示：
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在不使用RocketMQ的情況下，我們往往會通過 本地消息表 + 補償重試 的機制來保證消息一定會發送出去。其原理可以參考上篇文章 [Dailymart26：微服務中躲不過的坑 - 分布式事務]。
那RocketMQ是如何解決這個問題的呢？
1. 發送half消息，探測MQ是否正常
在基于RocketMQ的事務消息中，我們不是先執行自身的訂單支付邏輯，而是先讓訂單系統發送一條 half消息 到MQ去。這個half消息本質上是一個訂單支付成功的消息，只不過此時庫存系統是看不見這個half消息的。然后，我們等待接收這個half消息寫入成功的響應通知。
圖片
發送half消息的本質其實是為了探測MQ是否仍然正常運行。但問題來了，如上所述，消息會發生丟失，那么half消息丟失怎么辦呢？
2. half消息發送失敗
在發送half消息時，由于網絡原因或者MQ直接掛了，就會導致half消息發送失敗。這個時候訂單系統需要執行一系列的回滾操作。在我們的場景中，應該執行退款操作，將錢退還給用戶，并告知用戶交易失敗。
3. half消息成功，訂單系統執行自己的業務邏輯
如果成功收到half消息的正常響應，此時訂單系統應該執行自己的業務邏輯。在我們這個場景中，就是修改訂單數據庫狀態，將其修改為待發貨狀態。這部分邏輯就對應上述代碼中的executeLocalTransaction()方法。
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4. 訂單本地事務執行失敗
如果訂單系統執行本地事務失敗，則需要發送一個rollback請求給MQ，讓其刪除這條half消息。
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5. 訂單本地事務執行成功
如果訂單系統的本地事務執行正常，此時需要發送一個commit請求給MQ，要求MQ對之前的half消息進行commit操作，這樣庫存系統就可以消費這條消息了。
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訂單創建消息處于half狀態時，庫存系統是看不見它的。必須等到訂單系統執行commit請求，消息被commit后，庫存系統才能看到并獲取這條消息進行后續處理。
6. half消息發送成功，但是沒收到half的響應
以上就是RocketMQ事務消息的正向流程。
然而，還有一個問題：如果訂單系統發送half消息成功后卻沒有收到half消息的響應，該如何處理呢？
在這種情況下，訂單系統可能會誤以為是發送half消息到MQ失敗了。訂單系統就會執行回滾流程，退還支付金額，關閉訂單。
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然而，此時MQ系統中已經存在了一條half消息。這條half消息又該如何處理呢？
在RocketMQ中，有一套補償流程。RocketMQ會定期掃描處于half狀態的消息。如果一直沒有對這個消息執行 commit/rollback 操作，超過了一定的時間，RocketMQ就會回調你的訂單系統的一個接口，用以確認你本地事務的情況。
當訂單系統收到MQ的回查請求時，就需要檢索一下數據庫，根據訂單狀態決定執行commit還是rollback。
這部分邏輯就對應上述代碼中checkLocalTransaction()方法。
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7. rollback 或者 commit 失敗怎么辦？
通過上述說明，可以看到，RocketMQ是根據rollback或commit操作來決定half消息的狀態的。如果業務系統執行了commit操作，則將half消息設置為可見，庫存系統可以消費；如果業務系統執行了rollback操作，MQ就會刪除half消息。那么問題來了：如果訂單系統在執行rollback或commit操作時失敗又該如何處理呢？
這時候仍然依賴于前文提到的回查機制。
由于此時MQ中的消息一直處于half狀態，超過一定的超時時間后，MQ會發現這個half消息有問題，然后回調你的訂單系統的接口。此時訂單系統需要根據訂單狀態來決定執行commit請求還是rollback請求。
以上，就是RocketMQ事務消息的原理。結合文章開頭的代碼，是不是已經很清晰了呢？
