Всем привет. Уже сейчас в OTUS открывает набор в новую группу курса «Highload Architect». В связи с этим я продолжаю серию своих публикаций, написанных специально для этого курса, а также приглашаю вас на свой бесплатный демо урок по теме: «Индексы в MySQL: best practices и подводные камни». Записаться на вебинар можно тут.
Как известно, переход от монолита к микросервисной архитектуре вызывает ряд сложностей, связанных как с технической частью проекта, так и с человеческим фактором. Одна из самых сложных технических проблем вызывает обеспечение согласованности в распределенной системе.
В прошлый раз мы обсудили причины возникновения проблем с согласованностью в микросервисной архитектуре, оптимистичный подход к обеспечению согласованности и обеспечение согласованности с применением двухфазного коммита.
Сага — это механизм, обеспечивающий согласованность данных в микросервисной архитектуре без применения распределенных транзакций.
Для каждой системной команды, которой надо обновлять данные в нескольких сервисах, создается некоторая сага. Сага представляет из себя некоторый «чек-лист», состоящий из последовательных локальных ACID-транзакций, каждая из которых обновляет данные в одном сервисе. Для обработки сбоев применяется компенсирующая транзакция. Такие транзакции выполняются в случае сбоя на всех сервисах, на которых локальные транзакции выполнились успешно.
Типов транзакций в саге несколько, целых четыре:
Организовывать сагу можно с помощью хореографии или оркестрации.
В случае с хореографической саги выделенный оркестратор отсутствует. На примере сервиса заказов и пользователей она может выглядеть так: сервис заказов получает запрос и создает заказ в состоянии PENDING, а затем публикует событие «Заказ создан». Обработчик событий в сервисе пользователей обрабатывает данное событие, пытается зарезервировать товар и публикует результат в виде события. Сервис заказов обрабывает данное событие, подтверждая или отменяя заказ в зависимости от прочитанного результата.
Сага с оркестрацией выглядит чуть более интересно. На примере указанных выше сервисов может получиться так: сервис заказов получает запрос, создает сагу, которая создает заказ в состоянии PENDING, а затем отправляет команду резервирования товара для сервиса пользователей. Сервис пользователей пытается зарезервировать товар и отправляет ответное сообщение с указанием результата. Сага одобряет или отменяет заказ.
Паттерн «сага» позволяет приложению поддерживать согласованность данных между нескольких сервисов без использования распределенных транзакций (двухфазных коммитов) и с избежанием проблем, обсужденных в предыдущей статье. Но с другой стороны, сильно осложняется модель программирования: например, разработчик для каждой транзакции должен писать компенсирующую транзакцию, которая отменяет изменения, сделанные внутри саги ранее.
Сага позволяет добиться ACD-модели (Atomicity + Consistency + Durability в терминах ACID), но одну букву мы потеряли. Недостаток буквы I приводит к известным проблемам недостатка изолированности. К ним относятся: потерянные обновления (lost updates) — одна сага перезаписывает изменения, внесенные другой, не читая их при этом, «грязное чтение» (dirty reads) — транзакция или сага читают незавершенные обновления другой саги, нечеткое/неповторяемое чтение (fuzzy/nonrepeatable reads) — два разных этапа саги читают одни и те же данные, но получают разные результаты, потому что другая сага внесла изменения. Существует ряд паттернов, позволяющих пофиксить те или иные аномалии: семантическая блокировка, коммутативные обновления, пессимистическое представление, повторное чтение значения, файл изменений и по значению. Вопрос обеспечения изоляции остается открытым.
Еще одна интересная проблема заключается в невозможности атомарных обновления базы данных и публикации сообщения в брокер сообщений для запуска дальнейших шагов саги.
Мы поговорили о способах организации саги с применением хореографии и оркестрации, а также о проблемах, которые влечет применения данного паттерна. Далее мы поговорим о способах исправления некоторых аномалий и транзакционной отправки сообщений в брокер сообщений.
Введение
Как известно, переход от монолита к микросервисной архитектуре вызывает ряд сложностей, связанных как с технической частью проекта, так и с человеческим фактором. Одна из самых сложных технических проблем вызывает обеспечение согласованности в распределенной системе.
В прошлый раз мы обсудили причины возникновения проблем с согласованностью в микросервисной архитектуре, оптимистичный подход к обеспечению согласованности и обеспечение согласованности с применением двухфазного коммита.
Паттерн «Сага»
Сага — это механизм, обеспечивающий согласованность данных в микросервисной архитектуре без применения распределенных транзакций.
Для каждой системной команды, которой надо обновлять данные в нескольких сервисах, создается некоторая сага. Сага представляет из себя некоторый «чек-лист», состоящий из последовательных локальных ACID-транзакций, каждая из которых обновляет данные в одном сервисе. Для обработки сбоев применяется компенсирующая транзакция. Такие транзакции выполняются в случае сбоя на всех сервисах, на которых локальные транзакции выполнились успешно.
Типов транзакций в саге несколько, целых четыре:
- Компенсирующая — отменяет изменение, сделанное локальной транзакцией.
- Компенсируемая — это транзакция, которую необходимо компенсировать (отменить) в случае, если последующие транзакции завершаются неудачей.
- Поворотная — транзакция, опеределяющая успешность всей саги. Если она выполняется успешно, то сага гарантированно дойдет до конца.
- Повторяемая — идет после поворотной и гарантированно завершается успехом.
Организовывать сагу можно с помощью хореографии или оркестрации.
В случае с хореографической саги выделенный оркестратор отсутствует. На примере сервиса заказов и пользователей она может выглядеть так: сервис заказов получает запрос и создает заказ в состоянии PENDING, а затем публикует событие «Заказ создан». Обработчик событий в сервисе пользователей обрабатывает данное событие, пытается зарезервировать товар и публикует результат в виде события. Сервис заказов обрабывает данное событие, подтверждая или отменяя заказ в зависимости от прочитанного результата.
Сага с оркестрацией выглядит чуть более интересно. На примере указанных выше сервисов может получиться так: сервис заказов получает запрос, создает сагу, которая создает заказ в состоянии PENDING, а затем отправляет команду резервирования товара для сервиса пользователей. Сервис пользователей пытается зарезервировать товар и отправляет ответное сообщение с указанием результата. Сага одобряет или отменяет заказ.
Паттерн «сага» позволяет приложению поддерживать согласованность данных между нескольких сервисов без использования распределенных транзакций (двухфазных коммитов) и с избежанием проблем, обсужденных в предыдущей статье. Но с другой стороны, сильно осложняется модель программирования: например, разработчик для каждой транзакции должен писать компенсирующую транзакцию, которая отменяет изменения, сделанные внутри саги ранее.
Сага позволяет добиться ACD-модели (Atomicity + Consistency + Durability в терминах ACID), но одну букву мы потеряли. Недостаток буквы I приводит к известным проблемам недостатка изолированности. К ним относятся: потерянные обновления (lost updates) — одна сага перезаписывает изменения, внесенные другой, не читая их при этом, «грязное чтение» (dirty reads) — транзакция или сага читают незавершенные обновления другой саги, нечеткое/неповторяемое чтение (fuzzy/nonrepeatable reads) — два разных этапа саги читают одни и те же данные, но получают разные результаты, потому что другая сага внесла изменения. Существует ряд паттернов, позволяющих пофиксить те или иные аномалии: семантическая блокировка, коммутативные обновления, пессимистическое представление, повторное чтение значения, файл изменений и по значению. Вопрос обеспечения изоляции остается открытым.
Еще одна интересная проблема заключается в невозможности атомарных обновления базы данных и публикации сообщения в брокер сообщений для запуска дальнейших шагов саги.
Заключение
Мы поговорили о способах организации саги с применением хореографии и оркестрации, а также о проблемах, которые влечет применения данного паттерна. Далее мы поговорим о способах исправления некоторых аномалий и транзакционной отправки сообщений в брокер сообщений.
