[跨数据库、微服务] FreeSql 分布式事务 TCC/Saga 编排重要性

💻 前言

FreeSql 支持 MySql/SqlServer/PostgreSQL/Oracle/Sqlite/Firebird/达梦/Gbase/神通/人大金仓/翰高/Clickhouse/MsAccess Ado.net 数据库，以及 Odbc 的专门实现包。

FreeSql.Cloud 为 FreeSql 提供跨数据库访问，分布式事务TCC、SAGA解决方案，支持 .NET Core 2.1+, .NET Framework 4.0+.

本文主要讲解从跨数据库访问，到分布式事务落地，再升级到微服务服务编排探讨。写下本文更多的成份是带有疑问号，希望有微服务落地经验的朋友指教一下。

TCC 事务特点：

• Try 用于资源冻结/预扣；
• Try 全部环节通过，代表业务一定能完成，进入 Confirm 环节；
• Try 任何环节失败，代表业务失败，进入 Cancel 环节；
• Confirm 失败会进行重试N次，直到交付成功，或者人工干预；
• Cancel 失败会进行重试N次，直到取消成功，或者人工干预；

SAGA 事务特点：

• Commit 用于业务提交；
• Commit 全部环节通过，代表业务交付成功；
• Commit 任何环节失败，代表业务失败，进入 Cancel 环节；
• Cancel 失败会进行重试N次，直到取消成功，或者人工干预；

由于 TCC/Saga 两种流程有相似之处，因此本文主要以 Saga 为例讲解应用代码。本文讲解的落地场景如下：

第一步：去 数据库db1 扣除 user.Point - 10
第二步：去 数据库db2 扣除 goods.Stock - 1
第三步：去 数据库db3 创建订单

第二步库存不足时，整个流程怎么执行？

⚡ 快速开始

dotnet add package FreeSql.Cloud

or

Install-Package FreeSql.Cloud

public enum DbEnum { db1, db2, db3 }

var fsql = new FreeSqlCloud<DbEnum>("app001"); //提示：泛型可以传入 string
fsql.DistributeTrace = log => Console.WriteLine(log.Split('\n')[0].Trim());

fsql.Register(DbEnum.db1, () => new FreeSqlBuilder()
    .UseConnectionString(DataType.SqlServer, @"Data Source=...")
    .Build());

fsql.Register(DbEnum.db2, () => new FreeSqlBuilder()
    .UseConnectionString(DataType.MySql, @"Data Source=...")
    .Build());

fsql.Register(DbEnum.db3, () => new FreeSqlBuilder()
    .UseConnectionString(DataType.Oracle, @"Data Source=...")
    .Build());

services.AddSingleton<IFreeSql>(fsql);
services.AddSingleton(fsql);
//注入两个类型，稳

FreeSqlCloud 必须定义成单例模式

new FreeSqlCloud\<DbEnum\>() 多连接管理

new FreeSqlCloud\<DbEnum\>("app001") 开启 TCC/SAGA 事务生效

🚀 关于分布式事务

FreeSqlCloud 提供 TCC/SAGA 分布式事务调度、失败重试、持久化重启后重新唤醒事务单元、等管理功能。

// 测试数据
fsql.Use(DbEnum.db1).Insert(new User { Id = 1, Name = "testuser01", Point = 10 }).ExecuteAffrows();
fsql.Use(DbEnum.db2).Insert(new Goods { Id = 1, Title = "testgoods01", Stock = 0 }).ExecuteAffrows();

var orderId = Guid.NewGuid();
await DB.Cloud.StartSaga(orderId.ToString(), "支付购买SAGA事务",
    new SagaOptions
    {
        MaxRetryCount = 10, //重试次数
        RetryInterval = TimeSpan.FromSeconds(10) //重试间隔
    })
    .Then<Saga1>(DbEnum.db1, new SagaBuyState { UserId = 1, Point = 10, GoodsId = 1, OrderId = orderId })
    .Then<Saga2>(DbEnum.db2, new SagaBuyState { UserId = 1, Point = 10, GoodsId = 1, OrderId = orderId })
    .Then<Saga3>(DbEnum.db3, new SagaBuyState { UserId = 1, Point = 10, GoodsId = 1, OrderId = orderId })
    .ExecuteAsync();

由于用户积分不足，测试结果如下：

2022-08-17 05:24:00 【app001】db1 注册成功, 并存储 TCC/SAGA 事务相关数据
2022-08-17 05:24:00 【app001】成功加载历史未完成 TCC 事务 0 个
2022-08-17 05:24:00 【app001】成功加载历史未完成 SAGA 事务 0 个
2022-08-17 05:24:00 【app001】SAGA(85a95966-d5b0-4371-b54b-07d079d9fd78, 支付购买SAGA事务) Created successful, retry count: 10, interval: 10S
2022-08-17 05:24:00 【app001】SAGA(85a95966-d5b0-4371-b54b-07d079d9fd78, 支付购买SAGA事务) Unit1(第1步：数据库db1 扣除用户积分) COMMIT successful
2022-08-17 05:24:00 【app001】数据库使用[Use] db2
2022-08-17 05:24:00 【app001】SAGA(85a95966-d5b0-4371-b54b-07d079d9fd78, 支付购买SAGA事务) Unit2(第2步：数据库db2 扣除库存) COMMIT failed, ready to CANCEL, -ERR 扣除库存失败
2022-08-17 05:24:00 【app001】SAGA(85a95966-d5b0-4371-b54b-07d079d9fd78, 支付购买SAGA事务) Unit1(第1步：数据库db1 扣除用户积分) CANCEL successful
2022-08-17 05:24:00 【app001】SAGA(85a95966-d5b0-4371-b54b-07d079d9fd78, 支付购买SAGA事务) Completed, all units CANCEL successfully

• Commit 用于业务提交；
• Commit 全部环节通过，代表业务交付成功；
• Commit 任何环节失败，代表业务失败，进入 Cancel 环节；
• Cancel 失败会进行重试N次，直到取消成功，或者人工干预；

Saga1、Saga2、Saga3 的实现代码如下：

[Description("第1步：数据库db1 扣除用户积分")]
class Saga1 : SagaUnit<SagaBuyState>
{
    public override async Task Commit()
    {
        var affrows = await Orm.Update<User>().Set(a => a.Point - State.Point)
            .Where(a => a.Id == State.UserId && a.Point >= State.Point)
            .ExecuteAffrowsAsync();
        if (affrows <= 0) throw new Exception("扣除积分失败");
        //记录积分变动日志？
    }
    public override async Task Cancel()
    {
        await Orm.Update<User>().Set(a => a.Point + State.Point)
            .Where(a => a.Id == State.UserId)
            .ExecuteAffrowsAsync(); //退还积分
        //记录积分变动日志？
    }
}

[Description("第2步：数据库db2 扣除库存")]
class Saga2 : SagaUnit<SagaBuyState>
{
    public override async Task Commit()
    {
        var affrows = await Orm.Update<Goods>().Set(a => a.Stock - 1)
            .Where(a => a.Id == State.GoodsId && a.Stock >= 1)
            .ExecuteAffrowsAsync();
        if (affrows <= 0) throw new Exception("扣除库存失败");
    }
    public override async Task Cancel()
    {
        await Orm.Update<Goods>().Set(a => a.Stock + 1)
            .Where(a => a.Id == State.GoodsId)
            .ExecuteAffrowsAsync(); //退还库存
    }
}

[Description("第3步：数据库db3 创建订单")]
class Saga3 : SagaUnit<SagaBuyState>
{
    public override async Task Commit()
    {
        await Orm.Insert(new Order { Id = State.OrderId, Status = Order.OrderStatus.Success, CreateTime = DateTime.Now })
            .ExecuteAffrowsAsync();
    }
    public override Task Cancel()
    {
        return Task.CompletedTask;
    }
}
class BuySagaState
{
    public int UserId { get; set; }
    public int Point { get; set; }
    public Guid BuyLogId { get; set; }
    public int GoodsId { get; set; }
    public Guid OrderId { get; set; }
}

📯 关于微服务

最近几天在整理 FreeSql.Cloud 代码及相关示例，发现 TCC/Saga 事务单元内不是只能 CRUD 操作，它还可以调用远程 webapi 甚至 gRPC 服务。

事务单元内调用远程 webapi，同样可以获取失败重试、持久化等特点。请看以下代码示例：

// HTTP 服务编排？？
var orderId = Guid.NewGuid();
await DB.Cloud.StartSaga(orderId.ToString(), "支付购买webapi(saga)",
    new SagaOptions
    {
        MaxRetryCount = 10,
        RetryInterval = TimeSpan.FromSeconds(10)
    })
    .Then<HttpSaga>(default, new HttpUnitState
    {
        Url = "https://192.168.1.100/saga/UserPoint",
        Data = "UserId=1&Point=10&GoodsId=1&OrderId=" + orderId
    })
    .Then<HttpSaga>(default, new HttpUnitState
    {
        Url = "https://192.168.1.100/saga/GoodsStock",
        Data = "UserId=1&Point=10&GoodsId=1&OrderId=" + orderId
    })
    .Then<HttpSaga>(default, new HttpUnitState
    {
        Url = "https://192.168.1.100/saga/OrderNew",
        Data = "UserId=1&Point=10&GoodsId=1&OrderId=" + orderId
    })
    .ExecuteAsync();

class HttpSaga : SagaUnit<HttpUnitState>
{
    public override Task Commit()
    {
        //Console.WriteLine("请求 webapi：" + State.Url + "/Commit" + State.Data);
        return Task.CompletedTask;
    }
    public override Task Cancel()
    {
        //Console.WriteLine("请求 webapi：" + State.Url + "/Cancel" + State.Data);
        return Task.CompletedTask;
    }
}
class HttpUnitState
{
    public string Url { get; set; }
    public string Data { get; set; }
}

2022-08-17 06:11:05 【app001】db1 注册成功, 并存储 TCC/SAGA 事务相关数据
2022-08-17 06:11:05 【app001】成功加载历史未完成 TCC 事务 0 个
2022-08-17 06:11:05 【app001】成功加载历史未完成 SAGA 事务 0 个
2022-08-17 06:11:06 【app001】SAGA(2cad53d3-6d7e-481e-ad9a-15d4773a5397, 支付购买webapi(saga)) Created successful, retry count: 10, interval: 10S
2022-08-17 06:11:06 【app001】SAGA(2cad53d3-6d7e-481e-ad9a-15d4773a5397, 支付购买webapi(saga)) Unit1 COMMIT successful
2022-08-17 06:11:06 【app001】SAGA(2cad53d3-6d7e-481e-ad9a-15d4773a5397, 支付购买webapi(saga)) Unit2 COMMIT successful
2022-08-17 06:11:06 【app001】SAGA(2cad53d3-6d7e-481e-ad9a-15d4773a5397, 支付购买webapi(saga)) Unit3 COMMIT successful
2022-08-17 06:11:06 【app001】SAGA(2cad53d3-6d7e-481e-ad9a-15d4773a5397, 支付购买webapi(saga)) Completed, all units COMMIT successfully

这段代码是突然想出来的，由于没接触过微服务项目，故携带代码及类似的场景在 Natasha 技术大牛群里提出来讨论。

讨论原文：

微服务这些业务编排的，比如支付购买业务，用微服务怎么做。

第一步：去 server1 扣除 user.Point - 10
第二步：去 server2 扣除 goods.Stock - 1
第三步：去 server3 创建订单

第二步扣库存失败，怎么办？

很多人会回复消息队列，业务复杂了，不编排很难维护消息队列的。编排后的代码，让维护者更加直观。

感谢 dongfo 提供的参考方案：https://dtm.pub/app/order.html

DTM 解决方案也是使用的 saga 业务流程，看来 FreeSql.Cloud 没有走偏，做跨数据库事务可行，用来做 webapi 编排也不错。

我仍然好奇，很多 .net 微服务文章介绍 服务编排 的少之又少，希望有微服务落地经验的朋友多多指教。

问：是不是缺少了条件链路呢？A条件走A，B条件走B。

答：这种应该整个判断，在分支做条件会复杂很多，直观性会变差。

if (场景A)
   StartSaga(...) 流程1
if (场景B)
   StartSaga(...) 流程2

⛳ 结束语

FreeSql 支持很多数据库，功能强大、稳定性好，有好的想法可以一起讨论。

希望这篇文章能帮助大家轻松理解并熟练掌握 TCC/Saga 事务，为企业的项目研发贡献力量。

开源地址：https://github.com/dotnetcore/FreeSql

作者是什么人？

作者是一个入行 18年的老批，他目前写的.net 开源项目有：

需要的请拿走，这些都是最近几年的开源作品，以前更早写的就不发了。

QQ群：4336577(已满)、8578575(在线)、52508226(在线)