【摘 要】
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应用程序中的事务处理机制是保证数据一致性的手段,当单体应用向服务化应用转型时,事务处理范围由单应用事务延伸至多应用事务,从而引发分布式事务处理问题。本文主要对如何确保数据一致性和如何处理事务故障两个具体问题做研究,设计一套符合服务架构高可用、可扩展特点的分布式事务中间件,用于协调多应用事务,解决分布式事务处理问题。主要研究内容如下:首先,通过对一致性理论的研究,总结出分布式事务的三类常规技术方案:
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应用程序中的事务处理机制是保证数据一致性的手段,当单体应用向服务化应用转型时,事务处理范围由单应用事务延伸至多应用事务,从而引发分布式事务处理问题。本文主要对如何确保数据一致性和如何处理事务故障两个具体问题做研究,设计一套符合服务架构高可用、可扩展特点的分布式事务中间件,用于协调多应用事务,解决分布式事务处理问题。主要研究内容如下:首先,通过对一致性理论的研究,总结出分布式事务的三类常规技术方案:使用二阶段提交协议实现分布式事务;通过可靠的消息模式实现分布式事务;通过两阶段补偿模式实现分布式事务处理。经过对比论证,技术的使用需符合业务场景,在传统行业,例如金融、电信行业,对事务有强一致性要求,指在一次客户端会话中,事务必须即时地保证数据被更新为正确状态。所以本文中间件选用二阶段提交协议技术实现强一致性的分布式事务处理。其次,通过中间件的总体设计确定事务的协调与故障处理方法。事务协调功能通过事务服务器将参与事务的各个服务做关联,使得一次会话中的所有事务参与者形成事务链,以便于相互协作。服务器端选用Zookeeper作为事务服务器存储事务数据并发布相关事件。客户端被设计为通用框架,并以技术包方式集成于应用程序内,客户端的协调功能主要使用拦截器设计模式实现,在接收与反馈请求时进行拦截处理。客户端中的事务管理功能用于订阅事务服务器的事件,客户端以事务主导者或事务跟随者角色加入事务处理过程,各个服务通过相互协作完成强一致性的分布式事务处理。在事务故障处理设计方面,提出通过服务降级技术实现异常恢复式编程的方案,减小分布式事务故障的影响范围。并且通过请求链跟踪技术采集服务间请求信息,为运维工作提供分布式事务处理的可视化全貌,以降低事务故障下的运维难度。最后,对本文设计与实现的中间件进行测试。中间件在并发测试中可以正确协调并完成分布式事务处理。事务降级功能在故障发生的情况下能够保证分布式事务成功处理。该中间件应用于交易处理系统,保证交易生成的订单状态与金额数据的强一致性。在单实例实验环境下的性能测试数据表明该中间件处理性能可达到约500TPS,满足在业务高峰期应对上千笔并发事务请求的指标。
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