Apache ShardingSphere:刚柔并济的开源分布式事务解决方案
成熟的XA事务管理器非常多,Apache ShardingSphere(Incubating)并未选择重新造轮子,而是寄望于打造一个生态,将合适的轮子有机地整合在一起,提供成熟稳定的分布式事务处理能力。它的主要功能如下:
1. 复用成熟引擎,自动切换底层实现
Sharding-transaction-xa模块进一步定义了面向XA事务管理器开发者的SPI,开发者仅需实现SPI定义的接口,即可自动加入至Apache ShardingSphere(Incubating)生态,作为其XA事务管理器。
Apache ShardingSphere(Incubating)官方目前实现了基于Atomikos和Bitronix的SPI,并且邀请了Radhat JBoss的XA事务引擎Narayana [https://github.com/jbosstm/narayana] 开发团队实现了JBoss的SPI。用户可以自行的在Atomikos,Bitronix和Narayana间选择自己喜欢的XA事务管理器。
受限于Apache基金会项目License的原因,Apache ShardingSphere(Incubating)将采用Apache协议的Atomikos作为其默认实现,关于基于LGPL协议的Bitronix和基于LGPL协议的Narayana,用户可以自行引用相应jar包至项目的classpath即可。
如果这3个XA事务管理器仍未满足用户需求,开发者则可通过扩展SPI来实现定制化的XA事务管理器。
2. 数据源透明化自动接入
Apache ShardingSphere(Incubating)能够自动将XADataSource作为数据库驱动的数据源接入XA事务管理器。而针对于使用DataSource作为数据库驱动的应用,用户也无需改变其编码以及配置,Apache ShardingSphere(Incubating)通过自动适配的方式,在中间件内部将其转化为支持XA协议的XADataSource和XAConnection,并将其作为XA资源注册到底层的XA事务管理器中。
XA模块的架构图如下:
★ Saga事务—跨越柔性事务限制,实现自动补偿 ★
在柔性事务中,每一次对数据库的更新操作都将数据真正的提交至数据库,以达到高并发系统中最佳资源释放的效果。当数据出现问题需要回滚时,通过柔性事务管理器保持数据的最终一致性以及隔离行为。Apache ShardingSphere(Incubating)采用Apache ServiceComb Saga Actuator [https://github.com/apache/servicecomb-saga-actuator] 作为Saga事务管理器,它的主要功能如下:
1. 自动反向补偿
Saga定义了一个事务中的每个子事务都有一个与之对应的反向补偿操作。由Saga事务管理器根据程序执行结果生成一张有向无环图,并在需要执行回滚操作时,根据该图依次按照相反的顺序调用反向补偿操作。Saga事务管理器只用于控制何时重试,合适补偿,并不负责补偿的内容,补偿的具体操作需要由开发者自行提供。
另一个柔性事务管理器TCC与Saga理念相似,均需要由使用方开发者提供补偿操作。除了补偿,TCC还提供了资源占用的能力,但也需要由使用方开发者提供资源占用操作。虽然功能上强于Saga,但TCC的使用成本较之Saga也更高。
由使用方开发者提供资源占用和补偿操作,这就使得柔性事务的解决方案始终难于大规模的在业务系统中落地。并且由于业务系统的介入,使得柔性事务框架的使用范畴始终定位于服务而非数据库,数据库能够直接使用的成熟的柔性事务管理器目前还不多见。
Apache ShardingSphere(Incubating)采用反向SQL技术,将对数据库进行更新操作的SQL自动生成数据快照以及反向SQL,并交由Apache ServiceComb Saga Actuator执行,使用方则无需再关注如何实现补偿方法,将柔性事务管理器的应用范畴成功的定位回了事务的本源——数据库层面。
对于能够处理复杂查询语句的Apache ShardingSphere(Incubating)SQL解析引擎来说,插入/更新/删除等语句解析难度则要小很多;ShardingSphere是通过拦截用户执行的SQL进行数据分片的,所有的SQL都能够被其直接管控。因此将反向SQL和补偿能力与Apache ServiceComb Saga Actuator相结合,达到了自动化柔性事务的能力,是数据分片和柔性事务结合的典范。