開發(fā)微服務(wù)以及其他分布式系統(tǒng)都不容易，任何問題都有可能發(fā)生，甚至還有關(guān)于這方面的研究論文。

作為工程師，減少出錯(cuò)的可能性也應(yīng)該是你的目標(biāo)之一，本文將嘗試使用發(fā)件箱模式（Outbox pattern） 來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

如何在分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)組件之間的可靠通信？

發(fā)件箱模式是此類問題的一種優(yōu)雅解決方案，該方案讓我們能夠?qū)崿F(xiàn)事務(wù)性保證，并至少向外部系統(tǒng)傳遞一次消息。

讓我們看看發(fā)件箱模式如何解決這個(gè)問題，以及如何實(shí)現(xiàn)。

發(fā)件箱模式解決了什么問題？

當(dāng)然，要理解發(fā)件箱模式解決了什么問題，我們先給出一個(gè)問題。

下面是一個(gè)用戶注冊流程的示例，有幾件事正在發(fā)生：

• 將 User 保存到數(shù)據(jù)庫
• 向 User 發(fā)生歡迎郵件
• 向消息總線發(fā)布 UserRegisteredEvent

public async Task RegisterUserAsync(User user, CancellationToken token)
{
    _userRepository.Insert(user);

    await _unitOfWork.SaveChangesAsync(token);

    await _emailService.SendWelcomeEmailAsync(user, token);

    await _eventBus.PublishAsync(new UserRegisteredEvent(user.Id), token);
}

所有操作都在常規(guī)路徑中按序完成，沒有任何問題，一切都很好。

但如果其中任何一個(gè)操作失敗了怎么辦？

• 數(shù)據(jù)庫不可用，保存 User 失敗
• 郵件服務(wù)中斷，無法發(fā)送郵件
• 向服務(wù)總線發(fā)布事件沒有成功

另外，想象一下這種情況：你已經(jīng)將 User 保存到數(shù)據(jù)庫中，并向他發(fā)送了歡迎郵件，但未能成功發(fā)布 UserRegisteredEvent 來通知其他服務(wù)。怎么才能從這種情況中恢復(fù)過來？

發(fā)件箱模式可以幫你自動更新數(shù)據(jù)庫并將消息發(fā)送到消息總線。

實(shí)現(xiàn)發(fā)件箱模式

首先在數(shù)據(jù)庫中引入一個(gè)表示發(fā)件箱（Outbox） 的新表，可以將這個(gè)表稱為 OutboxMessages，用于存儲需要傳遞的所有消息?，F(xiàn)在，我們不再直接向外部服務(wù)發(fā)出請求，而是簡單的將消息作為新行存儲在發(fā)件箱表中，消息通常以 JSON 格式存儲。

然后引入后臺進(jìn)程，定期輪詢 OutboxMessages 表。如果發(fā)現(xiàn)有未處理的消息，就發(fā)布該消息并標(biāo)記為已發(fā)送。如果由于某種原因造成消息發(fā)布失敗，就在下一次執(zhí)行時(shí)重試。

注意，通過重試，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了至少一次消息傳遞（at-least-once message delivery）。對于常規(guī)路徑，消息只發(fā)布一次，而在重試的情況下，則會發(fā)布多次。

我們現(xiàn)在可以基于發(fā)件箱模式重寫上面的 RegisterUserAsync 方法：

public async Task RegisterUserAsync(User user, CancellationToken token)
{
    _userRepository.Insert(user);

    _outbox.Insert(new UserRegisteredEvent(user.Id));

    await _unitOfWork.SaveChangesAsync(token);
}

發(fā)件箱與工作單元在同一個(gè)事務(wù)中，因此可以將 User 自動保存到數(shù)據(jù)庫中，并持久化 OutboxMessage。如果保存到數(shù)據(jù)庫失敗，則回滾整個(gè)事務(wù)，并且不會向消息總線發(fā)送任何消息。

由于現(xiàn)在將 UserRegisteredEvent 的發(fā)布轉(zhuǎn)移到了工作進(jìn)程，因此需要添加一個(gè)處理程序，以便向用戶發(fā)送歡迎郵件。下面是 SendWelcomeEmailHandler 類的一個(gè)例子：

public classSendWelcomeEmailHandler : IHandle<UserRegisteredEvent>
{
    privatereadonly IUserRepository _userRepository;
    privatereadonly IEmailService _emailService;

    public SendWelcomeEmailHandler(
        IUserRepository userRepository,
        IEmailService emailService)
    {
        _userRepository = userRepository;
        _emailService = emailService;
    }

    public async Task Handle(UserRegisteredEvent message)
    {
        var user = await _userRepository.GetByIdAsync(message.UserId);

        await _emailService.SendWelcomeEmailAsync(user);
    }
}

發(fā)件箱模式架構(gòu)圖

下面是引入發(fā)件箱后的系統(tǒng)架構(gòu)圖，可以在數(shù)據(jù)庫中看到 Outbox 表，因此可以將消息與相關(guān)實(shí)體一起通過同一事物存儲到 Outbox 表中。

延伸閱讀

通過本文，你應(yīng)該對發(fā)件箱模式以及它解決的問題有了很好的理解。如果需要在分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)可靠消息傳遞，那么發(fā)件箱模式是一個(gè)很好的解決方案。

如果需要了解發(fā)件箱模式的更多實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，可以觀看以下油管視頻：

• How to use the Domain Events pattern
• How to implement the Outbox pattern
• How to add retries to the Outbox with Polly