协作式 Saga 模式

在 协作式 Saga 模式（Choreographed Saga）中，不同服务之间通过事件进行通信，而没有中央协调者。每个服务都知道自己需要执行哪些操作，并在执行完后发布事件来通知其他服务进行下一步操作。当某个服务执行失败时，其他服务会根据业务需求执行补偿操作，确保最终一致性。

在协作式 Saga 模式中，服务之间是通过事件驱动进行交互的，消息队列（如 RabbitMQ 或 Kafka）用于服务之间传递事件，确保跨服务事务的执行。
协作式 Saga 模式的核心概念

1. 事件驱动：每个服务根据事件来启动自己的事务，并在事务成功或失败后发布事件通知其他服务。
2. 无中央协调者：不同服务之间相互了解自己的职责，并且是独立工作的。
3. 补偿机制：如果某个服务失败，它会发布补偿事件，其他服务根据这些补偿事件执行回滚或补偿操作。

协作式 Saga 模式实现步骤

1. 系统设计

假设有两个服务：

• Order Service：负责创建订单。
• Inventory Service：负责扣减库存。

这两个服务之间将通过事件进行通信，确保订单的创建和库存的扣减是可靠的。

2. 技术栈

• Spring Boot：用于开发微服务。
• RabbitMQ 或 Kafka：用于事件传递。
• Spring AMQP 或 Spring Kafka：用于集成消息队列。
• Spring Data JPA：用于数据库操作。

3. 工作流程

Order Service 接收到订单请求时，创建订单并发布 OrderCreatedEvent，通知其他服务进行下一步操作。
Inventory Service 听到 OrderCreatedEvent 后，执行扣减库存操作。如果成功，它发布 InventoryReservedEvent，通知订单服务库存已预留；如果失败，则发布 InventoryRollbackEvent，通知订单服务进行补偿操作。
补偿服务 听到 InventoryRollbackEvent 后，执行回滚操作，将订单状态设置为“取消”。

4. Spring Boot 示例实现

4.1 Order Service

Order Service 在收到订单创建请求时，首先会创建订单并发布一个事件 OrderCreatedEvent，通知其他服务（如库存服务）进行库存扣减操作。

// OrderService.java
@Service
public class OrderService {@Autowiredprivate RabbitTemplate rabbitTemplate;@Autowiredprivate OrderRepository orderRepository;// 创建订单@Transactionalpublic void createOrder(Order order) {// Step 1: 创建订单orderRepository.save(order);// Step 2: 发布事件，通知库存服务进行扣减库存OrderCreatedEvent orderCreatedEvent = new OrderCreatedEvent(order.getId(), order.getItemId(), order.getQuantity());rabbitTemplate.convertAndSend("orderExchange", "order.created", orderCreatedEvent);}
}

4.2 Inventory Service

Inventory Service 监听 OrderCreatedEvent 事件，执行库存扣减操作。如果库存扣减成功，发布 InventoryReservedEvent，否则发布 InventoryRollbackEvent 进行补偿。

// InventoryService.java
@Service
public class InventoryService {@Autowiredprivate RabbitTemplate rabbitTemplate;@Autowiredprivate InventoryRepository inventoryRepository;// 监听创建订单事件，执行库存扣减@RabbitListener(queues = "order.created.queue")public void handleOrderCreated(OrderCreatedEvent event) {try {// Step 1: 扣减库存boolean success = decreaseInventory(event.getItemId(), event.getQuantity());if (!success) {throw new Exception("Insufficient inventory");}// Step 2: 发布库存预留成功事件InventoryReservedEvent reservedEvent = new InventoryReservedEvent(event.getOrderId(), event.getItemId(), event.getQuantity());rabbitTemplate.convertAndSend("inventoryExchange", "inventory.reserved", reservedEvent);} catch (Exception e) {// Step 3: 发布库存扣减失败，回滚事件InventoryRollbackEvent rollbackEvent = new InventoryRollbackEvent(event.getOrderId(), event.getItemId(), event.getQuantity());rabbitTemplate.convertAndSend("inventoryExchange", "inventory.rollback", rollbackEvent);}}// 扣减库存private boolean decreaseInventory(Long itemId, int quantity) {Inventory inventory = inventoryRepository.findByItemId(itemId);if (inventory.getStock() < quantity) {return false; // 库存不足}inventory.setStock(inventory.getStock() - quantity);inventoryRepository.save(inventory);return true; // 库存扣减成功}
}

4.3 补偿操作

如果某个服务执行失败，应该发布补偿事件。InventoryService 如果在扣减库存时失败，将发布 InventoryRollbackEvent 来通知其他服务进行回滚操作。

// CompensationService.java
@Service
public class CompensationService {@Autowiredprivate OrderRepository orderRepository;@RabbitListener(queues = "inventory.rollback.queue")public void handleInventoryRollback(InventoryRollbackEvent event) {// Step 1: 回滚订单Order order = orderRepository.findById(event.getOrderId()).orElseThrow(() -> new RuntimeException("Order not found"));order.setStatus("Cancelled");orderRepository.save(order);}
}

4.4 消息队列配置

配置 RabbitMQ（或 Kafka）交换机和队列：

@Configuration
public class RabbitMQConfig {// 创建交换机@Beanpublic TopicExchange orderExchange() {return new TopicExchange("orderExchange");}@Beanpublic TopicExchange inventoryExchange() {return new TopicExchange("inventoryExchange");}// 创建队列@Beanpublic Queue orderCreatedQueue() {return new Queue("order.created.queue");}@Beanpublic Queue inventoryReservedQueue() {return new Queue("inventory.reserved.queue");}@Beanpublic Queue inventoryRollbackQueue() {return new Queue("inventory.rollback.queue");}// 创建绑定@Beanpublic Binding orderCreatedBinding() {return BindingBuilder.bind(orderCreatedQueue()).to(orderExchange()).with("order.created");}@Beanpublic Binding inventoryReservedBinding() {return BindingBuilder.bind(inventoryReservedQueue()).to(inventoryExchange()).with("inventory.reserved");}@Beanpublic Binding inventoryRollbackBinding() {return BindingBuilder.bind(inventoryRollbackQueue()).to(inventoryExchange()).with("inventory.rollback");}@Beanpublic Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter() {return new Jackson2JsonMessageConverter();}@Beanpublic RabbitTemplate rabbitTemplate(ConnectionFactory connectionFactory,Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter) {RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory);rabbitTemplate.setMessageConverter(jackson2JsonMessageConverter);return rabbitTemplate;}
}

4.5 事件定义

定义事件类，表示不同的操作。

// OrderCreatedEvent.java
public class OrderCreatedEvent {private Long orderId;private Long itemId;private int quantity;// 构造函数，getter 和 setter
}

// InventoryReservedEvent.java
public class InventoryReservedEvent {private Long orderId;private Long itemId;private int quantity;// 构造函数，getter 和 setter
}

// InventoryRollbackEvent.java
public class InventoryRollbackEvent {private Long orderId;private Long itemId;private int quantity;// 构造函数，getter 和 setter
}

5.最终一致性

• 补偿机制：如果某个服务执行失败，会通过发布补偿事件来保证系统的最终一致性。
• 幂等性：为了保证补偿事件的幂等性，服务需要确保同一个补偿事件被多次处理时不会产生不一致的状态。例如，库存回滚操作应该是幂等的。
• 事件的可靠传递：使用可靠的消息队列（如 RabbitMQ 或 Kafka），确保消息不丢失且能够正确投递。

6. 总结

协作式 Saga 模式的核心在于事件驱动和服务间的去中心化协调。每个微服务在收到事件后，执行自己的事务操作，并根据执行结果发布事件或补偿事件，最终通过一系列事件的流转来确保系统的一致性。与编排式 Saga 模式不同，协作式 Saga 模式更加灵活和解耦，但也需要保证事件的可靠性、幂等性以及服务间的正确协调。