5 张图带你了解分布式事务 Saga 模式中的状态机

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@小白创作中心

5 张图带你了解分布式事务 Saga 模式中的状态机

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/m0_46995061/article/details/145632631

状态机在分布式系统中扮演着重要角色，特别是在处理复杂事务流程时。本文将深入探讨Seata中Saga模式的状态机实现，从基本概念到具体应用，帮助读者理解这一强大工具的工作原理和使用方法。

1. 状态机简介

状态机是一个数学模型，用于抽象工作中的运行状态和流转规则，通过协调相关信号来完成预先设定的操作。其核心概念包括：

状态：状态机当前的状态标识
状态转移：定义状态之间的转移路由
动作（Action）：状态转移需要的操作
事件：触发操作的信号或口令

状态机通常应用于状态类型多、分支流程复杂、需要经过多个步骤才能达到最终状态的场景。

2. Saga模式

Saga模式是分布式事务中处理长事务的一种解决方案，其理论基础源于Hector & Kenneth在1987年发表的论文。在Saga模式中，如果部分分支事务已提交成功，而其中一个分支事务提交失败，状态机将触发所有已提交成功的分支事务进行回滚。

关键点：分支事务的提交和回滚逻辑需要由业务代码实现。

3. Saga实现

Seata中Saga模式基于状态机实现，使用时需要先绘制状态图，定义服务调用流程，并为每个节点配备补偿节点。以电商场景为例，涉及订单、账户、库存三个分支事务：

分支事务	动作	状态
订单服务	保存订单	保存成功/失败
账户服务	扣减金额	扣减成功/失败
库存服务	扣减库存	扣减成功/失败

若任一分支事务提交失败，其他已成功事务需进行反向补偿。Seata状态机通过定义Json配置文件来实现这一过程，主要包括以下状态类型：

ServiceTask：对应分支事务的提交操作
Choice：用于流程选择
CompensationTrigger：触发补偿服务
Succeed：成功状态
Fail：失败状态

3.1 ServiceTask

以"保存订单"状态为例：

"SaveOrder": {
  "Type": "ServiceTask",
  "ServiceName": "orderSave",
  "ServiceMethod": "saveOrder",
  "CompensateState": "DeleteOrder",
  "Next": "ChoiceAccountState",
  "Input": [
    "$.[businessKey]",
    "$.[order]"
  ],
  "Output": {
    "SaveOrderResult": "$.#root"
  },
  "Status": {
    "#root == true": "SU",
    "#root == false": "FA",
    "$Exception{java.lang.Throwable}": "UN"
  },
  "Catch": [
    {
      "Exceptions": [
        "java.lang.Throwable"
      ],
      "Next": "CompensationTrigger"
    }
  ]
}

3.2 Choice

以"ChoiceAccountState"为例：

"ChoiceAccountState": {
  "Type": "Choice",
  "Choices": [
    {
      "Expression": "[SaveOrderResult] == true",
      "Next": "ReduceAccount"
    }
  ],
  "Default": "Fail"
}

3.3 Fail

当发生异常时，会跳转到CompensationTrigger：

"CompensationTrigger": {
  "Type": "CompensationTrigger",
  "Next": "Fail"
}

完整Json配置文件如下：

{
  "Name": "buyGoodsOnline",
  "Comment": "buy a goods on line, add order, deduct account, deduct storage ",
  "StartState": "SaveOrder",
  "Version": "0.0.1",
  "States": {
    // 各个状态的详细配置
  }
}

4. 状态机应用

电商案例中，三个分支服务分别定义了三个State，对应的ServiceMethod如下：

SaveOrder#saveOrder
ReduceAccount#decrease
ReduceStorage#decrease

状态机启动时需要传入参数：

StateMachineEngine stateMachineEngine = (StateMachineEngine) ApplicationContextUtils.getApplicationContext().getBean("stateMachineEngine");
Map<String, Object> startParams = new HashMap<>(3);
String businessKey = String.valueOf(System.currentTimeMillis());
startParams.put("businessKey", businessKey);
// 其他参数设置
StateMachineInstance inst = stateMachineEngine.startWithBusinessKey("buyGoodsOnline", null, businessKey, startParams);