实现分布式事务的新标杆：RocketMQ的全面解析与应用指南

news2024/11/15 6:48:18

在分布式系统中，实现事务的一致性和可靠性是一项重要的挑战。本文将详细介绍如何利用 RocketMQ 的半消息机制来实现分布式事务，并提供具体的代码示例和最佳实践。

1. 引言

在分布式系统中，事务处理是一项复杂而关键的任务。传统的 ACID 事务难以跨多个服务和数据库进行操作。RocketMQ 是一个分布式消息中间件，通过其半消息机制，我们可以实现分布式事务的一致性和可靠性。

2. RocketMQ 半消息概述

2.1 半消息的定义

使用普通消息和订单事务无法保证一致的原因，本质上是由于普通消息无法像单机数据库事务一样，具备提交、回滚和统一协调的能力。而基于 RocketMQ 的分布式事务消息功能，在普通消息基础上，支持二阶段的提交能力。将二阶段提交和本地事务绑定，实现全局提交结果的一致性。

事务消息发送分为两个阶段。第一阶段会发送一个半事务消息，半事务消息是指暂不能投递的消息，生产者已经成功地将消息发送到了 Broker，但是Broker 未收到生产者对该消息的二次确认，此时该消息被标记成“暂不能投递”状态，如果发送成功则执行本地事务，并根据本地事务执行成功与否，向 Broker 半事务消息状态（commit或者rollback），半事务消息只有 commit 状态才会真正向下游投递。如果由于网络闪断、生产者应用重启等原因，导致某条事务消息的二次确认丢失，Broker 端会通过扫描发现某条消息长期处于“半事务消息”时，需要主动向消息生产者询问该消息的最终状态（Commit或是Rollback）。这样最终保证了本地事务执行成功，下游就能收到消息，本地事务执行失败，下游就收不到消息。总而保证了上下游数据的一致性。

2.2 半消息的工作原理

事务消息发送步骤如下：

生产者将半事务消息发送至 RocketMQ Broker。
RocketMQ Broker 将消息持久化成功之后，向生产者返回 Ack 确认消息已经发送成功，此时消息暂不能投递，为半事务消息。
生产者开始执行本地事务逻辑。
生产者根据本地事务执行结果向服务端提交二次确认结果（Commit或是Rollback），服务端收到确认结果后处理逻辑如下：

二次确认结果为Commit：服务端将半事务消息标记为可投递，并投递给消费者。
二次确认结果为Rollback：服务端将回滚事务，不会将半事务消息投递给消费者。

在断网或者是生产者应用重启的特殊情况下，若服务端未收到发送者提交的二次确认结果，或服务端收到的二次确认结果为Unknown未知状态，经过固定时间后，服务端将对消息生产者即生产者集群中任一生产者实例发起消息回查。
需要注意的是，服务端仅仅会按照参数尝试指定次数，超过次数后事务会强制回滚，因此未决事务的回查时效性非常关键，需要按照业务的实际风险来设置 :::

事务消息回查步骤如下： 7. 生产者收到消息回查后，需要检查对应消息的本地事务执行的最终结果。 8. 生产者根据检查得到的本地事务的最终状态再次提交二次确认，服务端仍按照步骤4对半事务消息进行处理。

3. 示例代码和最佳实践

3.1 RocketMQ 事务生产者配置

首先，配置 RocketMQ 事务生产者的相关参数，包括 nameserver 地址、生产者组、事务监听器等。

TransactionMQProducer producer = new TransactionMQProducer("transaction_producer_group");
producer.setNamesrvAddr("localhost:9876");
producer.setTransactionListener(new TransactionListenerImpl());
producer.start();

3.2 事务消息的发送

在发送事务消息时，需要使用 TransactionSendResult 的 sendMessageInTransaction 方法，并指定一个实现了 TransactionListener 接口的类。

Message message = new Message("transaction_topic", "transaction_tag", "Transaction Message".getBytes());
TransactionSendResult sendResult = producer.sendMessageInTransaction(message, null);

3.3 事务监听器的实现

在实现 TransactionListener 接口的类中，需要编写本地事务逻辑和消息回查逻辑。

public class TransactionListenerImpl implements TransactionListener {

    @Override
    public LocalTransactionState executeLocalTransaction(Message msg, Object arg) {
        try {
            // 执行本地事务逻辑
            // 在这里编写执行本地事务的代码，包括数据库操作、服务调用等。

            // 本地事务成功，返回 COMMIT_MESSAGE
            return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
        } catch (Exception e) {
            // 本地事务失败，返回 ROLLBACK_MESSAGE
            return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
        }
    }

    @Override
    public LocalTransactionState checkLocalTransaction(MessageExt msg) {
        // 消息回查逻辑
        // 在这里编写消息回查的代码，根据本地事务的状态返回 COMMIT_MESSAGE、ROLLBACK_MESSAGE 或 UNKNOW。
    }
}

3.4 消费者的消息确认

在消费者端，接收到消息后，需要根据本地事务的状态进行确认。

public class MessageListenerImpl implements MessageListenerConcurrently {

    @Override
    public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs, ConsumeConcurrentlyContext context) {
        for (MessageExt msg : msgs) {
            // 处理消息
            // 在这里编写处理消息的代码，包括业务逻辑的执行等。

            // 根据本地事务状态确认消息
            if (transactionState == LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE) {
                return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
            } else if (transactionState == LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE) {
                return ConsumeConcurrentlyStatus.RECONSUME_LATER;
            }
        }
        return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
    }
}