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详解微服务架构中的数据一致性

发布时间:2019-01-30 18:50:42 所属栏目:Windows 来源:智能时刻
导读:在微服务中,一个逻辑上原子操作可以经常跨越多个微服务。即使是单片系统也可能使用多个数据库或消息传递解决方案。使用多个独立的数据存储解决方案,如果其中一个分布式流程参与者出现故障,我们就会面临数据不一致的风险 - 例如在未下订单的情况下向客户

更改数据捕获的最大缺点是业务逻辑的分离。更改捕获过程很可能与更改逻辑本身分开存在于您的代码库中 - 这很不方便。最知名的变更数据捕获应用程序是与域无关的变更复制,例如与数据仓库共享数据。对于域事件,最好采用不同的机制,例如明确发送事件。

事件第一

让我们来看看颠倒的单一事实来源。如果不是先写入数据库,而是先触发一个事件,然后与自己和其他服务共享。在这种情况下,事件成为事实的唯一来源。这将是一种事件源的形式,其中我们自己的服务状态有效地成为读取模型,,并且每个事件都是写入模型。

「微服务架构」微服务架构中的数据一致性

事件优先方法

一方面,它是一个命令查询责任隔离(CQRS)模式,我们将读取和写入模型分开,但CQRS本身并不关注解决方案中最重要的部分 - 使用多个服务来消耗事件。

相比之下,事件驱动的体系结构关注于多个系统所消耗的事件,但并未强调事件是数据更新的唯一原子部分。所以我想引入“事件优先”作为这种方法的名称:通过发出单个事件来更新微服务的内部状态 - 包括我们自己的服务和任何其他感兴趣的微服务。

“事件优先”方法面临的挑战也是CQRS本身的挑战。想象一下,在下订单之前,我们想要检查商品的可用性。如果两个实例同时收到同一项目的订单怎么办?两者都将同时检查读取模型中的库存并发出订单事件。如果没有某种覆盖方案,我们可能会遇到麻烦。

处理这些情况的常用方法是乐观并发:将读取模型版本放入事件中,如果读取模型已在消费者端更新,则在消费者端忽略它。另一种解决方案是使用悲观并发控制,例如在检查项目可用性时为项目创建锁定。

“事件优先”方法的另一个挑战是任何事件驱动架构的挑战 - 事件的顺序。多个并发消费者以错误的顺序处理事件可能会给我们带来另一种一致性问题,例如处理尚未创建的客户的订单。

诸如Kafka或AWS Kinesis之类的数据流解决方案可以保证将按顺序处理与单个实体相关的事件(例如,仅在创建用户之后为客户创建订单)。例如,在Kafka中,您可以按用户ID对主题进行分区,以便与单个用户相关的所有事件将由分配给该分区的单个使用者处理,从而允许按顺序处理它们。相反,在Message Brokers中,消息队列具有一个订单,但是多个并发消费者在给定顺序中进行消息处理(如果不是不可能的话)。在这种情况下,您可能会遇到并发问题。

实际上,在需要线性化的情况下或在具有许多数据约束的情况(例如唯一性检查)中,难以实现“事件优先”方法。但它在其他情况下确实很有用。但是,由于其异步性质,仍然需要解决并发和竞争条件的挑战。

设计一致性

有许多方法可以将系统拆分为多个服务。我们努力将单独的微服务与单独的域匹配。但域名有多细化?有时很难将域与子域或聚合根区分开来。没有简单的规则来定义您的微服务拆分。

我建议务实并考虑设计方案的所有含义,而不是只关注领域驱动的设计。其中一个影响是微服务隔离与事务边界的对齐情况。事务仅驻留在微服务中的系统不需要上述任何解决方案。在设计系统时我们一定要考虑事务边界。在实践中,可能很难以这种方式设计整个系统,但我认为我们应该致力于最大限度地减少数据一致性挑战。

接受不一致

虽然匹配帐户余额至关重要,但有许多用例,其中一致性不那么重要。想象一下,为分析或统计目的收集数据。即使我们从系统中随机丢失了10%的数据,也很可能不会影响分析的业务价值。

「微服务架构」微服务架构中的数据一致性

与事件共享数据

选择哪种解决方案

数据的原子更新需要两个不同系统之间达成共识,如果单个值为0或1则达成协议。当涉及到微服务时,它归结为两个参与者之间的一致性问题,并且所有实际解决方案都遵循一条经验法则:

在给定时刻,对于每个数据记录,您需要找到系统信任的数据源

事实的来源可能是事件,数据库或其中一项服务。实现微服务系统的一致性是开发人员的责任。我的方法如下:

  1. 尝试设计一个不需要分布式一致性的系统。不幸的是,对于复杂的系统来说,这几乎是不可能的。
  2. 尝试通过一次修改一个数据源来减少不一致的数量。
  3. 考虑事件驱动的架构。除了松散耦合之外,事件驱动架构的强大优势是通过将事件作为单一事实来源或由于更改数据捕获而产生事件来实现数据一致性的自然方式。
  4. 更复杂的场景可能仍然需要服务,故障处理和补偿之间的同步调用。知道有时候你可能需要在之后进行调和。
  5. 设计您的服务功能是可逆的,决定如何处理故障情况并在设计阶段早期实现一致性。

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(编辑:辽源站长网)

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