发件箱模式 - 对于任何 SQL 和 NoSQL DB 没有重复和无序的消息中继

如何解决发件箱模式 - 对于任何 SQL 和 NoSQL DB 没有重复和无序的消息中继

当我们需要更改 2 个系统中的数据时，双重写入是一个问题：数据库（SQL 或 NoSQL）和 Apache Kafka（例如）。 必须更新数据库并可靠地/原子地发布消息。 最终的一致性是可以接受的，但不一致则不是。

如果没有 2 阶段提交 (2PC)，双重写入会导致不一致。

但在大多数情况下，2PC 不是一种选择。

Transactional Outbox 是一种微服务架构模式，其中单独的 Message Relay 进程将插入数据库的事件发布到消息代理。

多个 Message Relay 进程并行运行会导致发布重复项（2 个进程读取 OUTBOX 表中的相同记录）或无序（如果每个进程只读取 OUTBOX 表的一部分）。

单个消息中继进程也可能多次发布消息。消息中继可能会在处理 OUTBOX 记录之后但在记录它已经这样做的事实之前崩溃。当 Message Relay 重新启动时，它将再次发布相同的消息。

如何在事务发件箱模式中实现消息中继，从而将重复消息或无序的风险降至最低，并且该概念适用于所有 SQL 和 NoSQL 数据库？

解决方法

使用事务发件箱模式很难实现恰好一次的交付保证，而不是至少一次。

消息中继发布的消息的消费者必须是幂等的，并过滤重复和无序的消息。

消息必须包括

• 实体的当前状态（而不是仅更改字段，即更改事件，“delta”），
• ID 标头或字段，
• 版本标题或字段。

ID 标头/字段可用于检测重复项（确定消息已被处理）。

版本头/字段可用于确定消息的更新版本已被处理（如果消费者收到 msg_a: v1,v2,v4 那么它必须在它到达时丢弃 msg_a 的 v3，因为更新msg_a 的 v4 版本已经处理完毕。

Message Relay 提取到一个单独的微服务中并在单个副本中运行（Kubernetes 中的 .spec.replicas=1）并在所有现有 Pod 被终止时使用重新创建部署策略（.spec.strategy.type=Recreate 在 Kubernetes 中）进行更新在创建新的之前（而不是 RollingUpdate 部署策略）无助于解决重复问题。消息中继可能会在处理 OUTBOX 记录之后但在记录它已经这样做的事实之前崩溃。当 Message Relay 重新启动时，它将再次发布相同的消息。

拥有多个主动-主动消息中继实例可以实现更高的可用性，但会增加发布重复和无序的可能性。

对于消息中继的快速故障转移主备集群可以基于

• Kubernetes Leader 选举使用 sidecar k8s.io/client-go/tools/leaderelection
• Redis 分布式锁（Redlock）
• 使用 SELECT ... FOR UPDATE NOWAIT 的 SQL 锁
• 等

由于 explained by Martin Klappmann 没有围栏的分布式锁被破坏，并且只会最大限度地减少领导者选举中多个领导者（短时间内）的机会。