Saga Pattern: Taqsimlangan Tranzaksiya Koordinatsiyasiga Qo'llanma

Zamonaviy dasturiy ta'minot arxitekturasida, ayniqsa mikroservislarning ko'tarilishi bilan, bir nechta xizmatlar bo'ylab ma'lumotlarning izchilligini boshqarish jiddiy muammoga aylandi. Bitta ma'lumotlar bazasida yaxshi ishlaydigan an'anaviy ACID (Atomiklik, Izchillik, Izolyatsiya, Bardoshlik) tranzaksiyalari ko'pincha taqsimlangan muhitlarda qisqa bo'lib qoladi. Saga patterni ma'lumotlarning izchilligini va chidamliligini ta'minlab, bir nechta xizmatlarda tranzaksiyalarni boshqarish uchun kuchli yechim sifatida paydo bo'ladi.

Saga Pattern nima?

Saga patterni mikroservis arxitekturasida taqsimlangan tranzaksiyalarni boshqarishga yordam beradigan dizayn patternidir. Bitta, katta ACID tranzaksiyasiga tayanmasdan, Saga biznes tranzaksiyasini kichikroq, mahalliy tranzaksiyalar ketma-ketligiga ajratadi. Har bir mahalliy tranzaksiya bitta xizmat ichidagi ma'lumotlarni yangilaydi va keyin ketma-ketlikdagi keyingi tranzaksiyani tetiklaydi. Agar mahalliy tranzaksiyalardan biri muvaffaqiyatsiz tugasa, Saga oldingi tranzaksiyalarning ta'sirini bekor qilish uchun kompensatsiya tranzaksiyalarining seriyasini bajaradi, tizim bo'ylab ma'lumotlarning izchilligini ta'minlaydi.

Buni domino toshlarining ketma-ketligi deb o'ylang. Har bir domino ma'lum bir mikroservis ichidagi mahalliy tranzaksiyani ifodalaydi. Bitta domino yiqilganda (tranzaksiya tugallanganda), u keyingisini tetiklaydi. Agar domino yiqilmasa (tranzaksiya muvaffaqiyatsiz bo'lsa), siz allaqachon yiqilgan dominolarni ehtiyotkorlik bilan qaytarishingiz kerak (kompensatsiya tranzaksiyalari).

Nima uchun Saga Patternidan foydalanish kerak?

Mikroservis arxitekturalari uchun Saga patterni nima uchun muhimligi:

• Taqsimlangan tranzaksiyalar: Bu sizga ikki bosqichli taqsimlangan majburiyat (2PC) protokollariga tayanmasdan, bir nechta xizmatlarni qamrab olgan tranzaksiyalarni boshqarishga imkon beradi, bu esa murakkab va ishlashda tiqilinchlarga olib kelishi mumkin.
• Yakuniy izchillik: Bu xizmatlar orasida yakuniy izchillikni yoqadi. Ma'lumotlar barcha xizmatlarda darhol izchil bo'lmasligi mumkin, lekin u oxir-oqibat izchil holatga keladi.
• Nosozliklarga chidamlilik: Kompensatsiya tranzaksiyalarini amalga oshirish orqali Saga patterni nosozliklarga chidamliligini oshiradi. Agar xizmat ishlamay qolsa, tizim avvalgi tranzaksiyalar tomonidan qilingan o'zgarishlarni bekor qilish orqali yumshoq tiklanishi mumkin.
• Dekuplaj: Bu xizmatlar orasidagi bo'sh aloqani rag'batlantiradi. Har bir xizmat o'z mahalliy tranzaksiyasi uchun javobgardir, xizmatlar o'rtasidagi bog'liqliklarni kamaytiradi.
• Masshtablash: U har bir xizmatni mustaqil ravishda masshtablashga imkon berib, masshtablashni qo'llab-quvvatlaydi.

Saga Patternsining turlari

Saga patternini amalga oshirishning ikkita asosiy usuli mavjud:

1. Xoreografiya asosidagi Saga

Xoreografiya asosidagi Sagada har bir xizmat boshqa xizmatlar tomonidan nashr etilgan voqealarni tinglaydi va shu voqealarga asoslanib harakat qilish kerakmi yoki yo'qmi, shunga qaror qiladi. Sagani boshqaradigan markaziy orkestrator yo'q. Buning o'rniga, har bir xizmat voqealarga javob berish va yangi voqealarni nashr qilish orqali Sagada ishtirok etadi.

U qanday ishlaydi:

1. Boshlovchi xizmat o'zining mahalliy tranzaksiyasini bajarish va hodisani nashr qilish orqali Sagani boshlaydi.
2. Boshqa xizmatlar ushbu voqeaga obuna bo'lishadi va uni olgandan so'ng, o'zlarining mahalliy tranzaksiyalarini bajaradilar va yangi voqealarni nashr qilishadi.
3. Agar biron bir tranzaksiya muvaffaqiyatsiz tugasa, tegishli xizmat kompensatsiya hodisasini nashr qiladi.
4. Boshqa xizmatlar kompensatsiya hodisalarini tinglaydi va o'zlarining oldingi harakatlarini bekor qilish uchun o'z kompensatsiya tranzaksiyalarini bajaradilar.

Misol:

Uchta xizmatni o'z ichiga olgan e-tijorat buyurtmalarini bajarish jarayonini ko'rib chiqing: Buyurtma Xizmati, To'lov Xizmati va Inventarizatsiya Xizmati.

1. Buyurtma Xizmati: Yangi buyurtmani oladi va `OrderCreated` hodisasini nashr qiladi.
2. To'lov xizmati: `OrderCreated` ga obuna bo'ladi, to'lovni qayta ishlaydi va `PaymentProcessed` hodisasini nashr qiladi.
3. Inventarizatsiya xizmati: `PaymentProcessed` ga obuna bo'ladi, inventarizatsiyani zaxiraga qo'yadi va `InventoryReserved` hodisasini nashr qiladi.
4. Agar Inventarizatsiya xizmati inventarizatsiyani zaxiraga qo'yishda muvaffaqiyatsizlikka uchrasa, u `InventoryReservationFailed` hodisasini nashr qiladi.
5. To'lov xizmati: `InventoryReservationFailed` ga obuna bo'ladi, to'lovni qaytaradi va `PaymentRefunded` hodisasini nashr qiladi.
6. Buyurtma xizmati: `PaymentRefunded` ga obuna bo'ladi va buyurtmani bekor qiladi.

Afzalliklari:

• Soddalik: Kam ishtirokchilar bilan oddiy Sagasni amalga oshirish oson.
• Bo'sh aloqa: Xizmatlar bo'sh bog'langan va mustaqil ravishda rivojlanishi mumkin.

Kamchiliklari:

• Murakkablik: Ko'p ishtirokchilar bilan murakkab Sagasni boshqarish qiyinlashadi.
• Izlash: Saganing rivojlanishini kuzatish va muammolarni tuzatish qiyin.
• Döngüsel qaramliklar: Xizmatlar o'rtasida döngüsel qaramliklarga olib kelishi mumkin.

2. Orkestratsiya asosidagi Saga

Orkestratsiya asosidagi Sagada markaziy orkestrator xizmati Saganing bajarilishini boshqaradi. Orkestrator xizmati har bir xizmatga o'z mahalliy tranzaksiyasini qachon bajarishni va agar kerak bo'lsa, qachon kompensatsiya tranzaksiyalarini bajarishni aytadi.

U qanday ishlaydi:

1. Orkestrator xizmati Sagani boshlash uchun so'rov oladi.
2. U har bir xizmatga o'z mahalliy tranzaksiyasini bajarish uchun buyruqlar yuboradi.
3. Orkestrator har bir tranzaksiyaning natijasini kuzatadi.
4. Agar barcha tranzaksiyalar muvaffaqiyatli bo'lsa, Saga yakunlanadi.
5. Agar biron bir tranzaksiya muvaffaqiyatsiz tugasa, orkestrator oldingi tranzaksiyalarning ta'sirini bekor qilish uchun tegishli xizmatlarga kompensatsiya buyruqlarini yuboradi.

Misol:

Xuddi shu e-tijorat buyurtmalarini bajarish jarayonidan foydalanib, orkestrator xizmati (Saga Orkestratori) quyidagi qadamlarni muvofiqlashtiradi:

1. Saga Orkestratori: Yangi buyurtma so'rovini oladi.
2. Saga Orkestratori: Buyurtma xizmatiga `ProcessOrder` buyrug'ini yuboradi.
3. Buyurtma xizmati: Buyurtmani qayta ishlaydi va Saga Orkestratoriga muvaffaqiyat yoki muvaffaqiyatsizlik haqida xabar beradi.
4. Saga Orkestratori: To'lov xizmatiga `ProcessPayment` buyrug'ini yuboradi.
5. To'lov xizmati: To'lovni qayta ishlaydi va Saga Orkestratoriga muvaffaqiyat yoki muvaffaqiyatsizlik haqida xabar beradi.
6. Saga Orkestratori: Inventarizatsiya xizmatiga `ReserveInventory` buyrug'ini yuboradi.
7. Inventarizatsiya xizmati: Inventarizatsiyani zaxiraga qo'yadi va Saga Orkestratoriga muvaffaqiyat yoki muvaffaqiyatsizlik haqida xabar beradi.
8. Agar Inventarizatsiya xizmati muvaffaqiyatsizlikka uchrasa, u Saga Orkestratoriga xabar beradi.
9. Saga Orkestratori: To'lov xizmatiga `RefundPayment` buyrug'ini yuboradi.
10. To'lov xizmati: To'lovni qaytaradi va Saga Orkestratoriga xabar beradi.
11. Saga Orkestratori: Buyurtma xizmatiga `CancelOrder` buyrug'ini yuboradi.
12. Buyurtma xizmati: Buyurtmani bekor qiladi va Saga Orkestratoriga xabar beradi.

Afzalliklari:

• Markazlashtirilgan boshqaruv: Ko'p ishtirokchilar bilan murakkab Sagasni boshqarish osonroq.
• Yaxshilangan kuzatuv: Saganing rivojlanishini kuzatish va muammolarni tuzatish osonroq.
• Kamaytirilgan bog'liqliklar: Xizmatlar o'rtasidagi döngüsel bog'liqliklarni kamaytiradi.

Kamchiliklari:

• Murakkablikning oshishi: Markaziy orkestrator xizmatini talab qiladi, bu esa arxitekturaga murakkablik qo'shadi.
• Yagona nosozlik nuqtasi: Orkestrator xizmati yagona nosozlik nuqtasiga aylanishi mumkin.

Xoreografiya va Orkestratsiya o'rtasida tanlov

Xoreografiya va orkestratsiya o'rtasidagi tanlov Saganing murakkabligiga va ishtirok etuvchi xizmatlar soniga bog'liq. Bu erda umumiy ko'rsatma:

• Xoreografiya: Kam miqdordagi ishtirokchilarga ega bo'lgan oddiy Sagasga mos keladi, bunda xizmatlar nisbatan mustaqildir. Asosiy hisob yaratish yoki oddiy e-tijorat tranzaksiyalari kabi ssenariylar uchun yaxshi.
• Orkestratsiya: Ko'p sonli ishtirokchilar bilan murakkab Sagasga yoki Saganing bajarilishini markazlashtirilgan boshqaruv va ko'rinishi kerak bo'lganda mos keladi. Murakkab moliyaviy tranzaksiyalar, ta'minot zanjirini boshqarish yoki murakkab bog'liqliklar va qaytarib olish talablariga ega bo'lgan har qanday jarayon uchun ideal.

Saga Patternini amalga oshirish

Saga patternini amalga oshirish bir nechta omillarni ehtiyotkorlik bilan rejalashtirishni va ko'rib chiqishni talab qiladi.

1. Saga qadamlarini belgilang

Sagani tashkil etuvchi individual mahalliy tranzaksiyalarni aniqlang. Har bir tranzaksiya uchun quyidagilarni aniqlang:

• Xizmat: Tranzaksiyani bajarish uchun mas'ul bo'lgan xizmat.
• Harakat: Tranzaksiya tomonidan amalga oshiriladigan harakat.
• Ma'lumotlar: Tranzaksiyani bajarish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar.
• Kompensatsiya harakati: Tranzaksiyaning ta'sirini bekor qilish uchun amalga oshiriladigan harakat.

2. Amalga oshirish yondashuvini tanlang

Xoreografiya yoki orkestratsiyadan foydalanishga qaror qiling. Saganing murakkabligini va markazlashtirilgan boshqaruv va taqsimlangan mas'uliyat o'rtasidagi savdolarni ko'rib chiqing.

3. Kompensatsiya tranzaksiyalarini amalga oshiring

Har bir mahalliy tranzaksiya uchun kompensatsiya tranzaksiyalarini amalga oshiring. Kompensatsiya tranzaksiyalari asl tranzaksiyaning ta'sirini bekor qilishi va tizimni izchil holatga qaytarishi kerak.

Kompensatsiya tranzaksiyalari uchun muhim fikrlar:

• Idempotentsiya: Kompensatsiya tranzaksiyalari idempotent bo'lishi kerak, ya'ni ular hech qanday kutilmagan yon effektlarsiz bir necha marta bajarilishi mumkin. Bu juda muhim, chunki kompensatsiya tranzaksiyasi dastlab muvaffaqiyatsizlikka uchrasa, qayta urinib ko'rilishi mumkin.
• Atomiklik: Ideal holda, kompensatsiya tranzaksiyasi atomik bo'lishi kerak. Biroq, taqsimlangan muhitda haqiqiy atomiklikka erishish qiyin bo'lishi mumkin. Atomiklikning eng yaxshi yaqinligiga intiling.
• Chidamlilik: Kompensatsiya tranzaksiyalarining ta'siri xizmat buzilgan taqdirda ham saqlanishini ta'minlang.

4. Nosozliklar va qayta urinishlarni boshqaring

Nosozliklarni yumshoq boshqarish uchun mustahkam xatolarni boshqarish va qayta urinish mexanizmlarini amalga oshiring. Quyidagi texnikalardan foydalanishni o'ylab ko'ring:

• Eksponensial qaytish: Tizimni haddan tashqari yuklamaslik uchun ortib borayotgan kechikishlar bilan muvaffaqiyatsiz tranzaksiyalarni qayta urinib ko'ring.
• Zanjir o'chirgich: Kaskadli nosozliklarning oldini olish uchun xizmatni ketma-ket ishlamayotgan xizmatga takroriy qo'ng'iroq qilishidan saqlang.
• O'lik xat quvuri: Keyinchalik tahlil qilish va qayta ishlash uchun muvaffaqiyatsiz xabarlarni o'lik xat quvuriga yuboring.

5. Idempotentsiyani ta'minlash

Barcha mahalliy tranzaksiyalar va kompensatsiya tranzaksiyalarining idempotentligini ta'minlang. Bu qayta urinishlarni boshqarish va ma'lumotlarning izchilligini ta'minlash uchun juda muhimdir.

6. Sagasni kuzatish va kuzatish

Sagasning rivojlanishini kuzatish va potentsial muammolarni aniqlash uchun monitoring va kuzatuvni amalga oshiring. Bir nechta xizmatlar bo'ylab voqealarni korrelyatsiya qilish uchun taqsimlangan kuzatuv vositalaridan foydalaning.

Saga Patternini amalga oshirish texnologiyalari

Saga patternini amalga oshirishda bir nechta texnologiyalar yordam berishi mumkin:

• Xabar navbatlari (RabbitMQ, Kafka): Xizmatlar o'rtasida asinxron aloqani osonlashtiradi, hodisaga asoslangan Sagasni yoqadi.
• Hodisani manbasi: Ilovani holatini hodisalar ketma-ketligi sifatida saqlab qo'ying, to'liq audit yo'lini ta'minlaydi va tiklash maqsadida hodisalarni qayta ijro etishga imkon beradi.
• Saga orkestratsiyasi freymvorklari: Apache Camel, Netflix Conductor va Temporal kabi freymvorklar Sagasni yaratish va boshqarish uchun vositalar va abstraksiyalarni taqdim etadi.
• Ma'lumotlar bazasi tranzaksiya menejerlari (mahalliy tranzaksiyalar uchun): Relatsion ma'lumotlar bazalari (masalan, PostgreSQL, MySQL) va NoSQL ma'lumotlar bazalari bitta xizmat ichida ACID xususiyatlarini ta'minlash uchun tranzaksiya menejerlarini taklif qiladi.

Saga Patternidan foydalanishning qiyinchiliklari

Saga patterni sezilarli afzalliklarga ega bo'lsa-da, u ma'lum qiyinchiliklarni ham keltirib chiqaradi:

• Murakkablik: Saga patternini amalga oshirish, ayniqsa murakkab biznes jarayonlari uchun murakkab bo'lishi mumkin.
• Yakuniy izchillik: Yakuniy izchillik bilan ishlash potentsial poyga sharoitlarini va ma'lumotlarning nomuvofiqligini ehtiyotkorlik bilan ko'rib chiqishni talab qiladi.
• Sinov: Sagasni sinovdan o'tkazish, ularning taqsimlangan tabiati va nosozliklarni simulyatsiya qilish zarurati tufayli qiyin bo'lishi mumkin.
• Nosozliklarni tuzatish: Sagasning nosozliklarini tuzatish qiyin bo'lishi mumkin, ayniqsa, markaziy orkestrator bo'lmagan xoreografiya asosidagi realizatsiyalarda.
• Idempotentsiya: Tranzaksiyalar va kompensatsiya tranzaksiyalarining idempotentligini ta'minlash juda muhim, lekin uni amalga oshirish qiyin bo'lishi mumkin.

Saga Patternini amalga oshirishning eng yaxshi amaliyotlari

Qiyinchiliklarni yumshatish va Saga patternini muvaffaqiyatli amalga oshirishni ta'minlash uchun quyidagi eng yaxshi amaliyotlarni ko'rib chiqing:

• Kichikdan boshlang: Oddiy Sagasdan boshlang va tajriba orttirish bilan asta-sekin murakkablikni oshiring.
• Aniq chegaralarni belgilang: Har bir xizmatning chegaralarini aniq belgilang va har bir xizmat o'z ma'lumotlari uchun javobgar ekanligiga ishonch hosil qiling.
• Domen hodisalaridan foydalaning: Xizmatlar o'rtasida aloqa qilish va Saga qadamlarini tetiklash uchun domen hodisalaridan foydalaning.
• Kompensatsiya tranzaksiyalarini ehtiyotkorlik bilan amalga oshiring: Kompensatsiya tranzaksiyalarining idempotent, atom va bardoshli ekanligiga ishonch hosil qiling.
• Sagasni kuzatish va kuzatish: Sagasning rivojlanishini kuzatish va potentsial muammolarni aniqlash uchun keng qamrovli monitoring va kuzatuvni amalga oshiring.
• Nosozliklar uchun dizayn: Nosozliklarni yumshoq boshqarish uchun tizimingizni loyihalash va tizim ma'lumotlarni yo'qotmasdan nosozliklardan tiklanishini ta'minlang.
• Hamma narsani hujjatlashtiring: Saga dizayni, amalga oshirilishi va sinov tartiblarini to'liq hujjatlashtiring.

Saga Patternini amalda qo'llashning real misollari

Saga patterni turli sohalarda murakkab biznes jarayonlarida taqsimlangan tranzaksiyalarni boshqarish uchun ishlatiladi. Mana bir nechta misollar:

• E-tijorat: Buyurtmalarni bajarish, to'lovni qayta ishlash, inventarizatsiyani boshqarish va yetkazib berish. Masalan, mijoz buyurtma berganda, Saga inventarizatsiyani zaxiraga qo'yish, to'lovni qayta ishlash va jo'natish yaratish jarayonini boshqaradi. Agar biron bir qadam muvaffaqiyatsizlikka uchrasa (masalan, inventarizatsiya yetarli bo'lmasa), Saga zaxiraga qo'yilgan inventarizatsiyani chiqarish va to'lovni qaytarish orqali kompensatsiya qiladi. Alibaba, global e-tijorat giganti, o'zining ulkan bozorida tranzaksiyalarning izchilligini ko'plab mikroservislarda ta'minlash uchun Saga patternlaridan keng foydalanadi.
• Moliya xizmatlari: Pul o'tkazmalari, kredit uchun ariza va kredit kartalari tranzaksiyalari. Transchegaraviy pul o'tkazmasini ko'rib chiqing: Saga bir hisobvaraqdan debitlarni, valyutani konvertatsiya qilishni va boshqa hisobvaraqqa kreditlarni muvofiqlashtirishi mumkin. Agar valyutani konvertatsiya qilish muvaffaqiyatsizlikka uchrasa, kompensatsiya tranzaksiyalari debitni bekor qiladi va nomuvofiqliklarning oldini oladi. Xalqaro pul o'tkazmalariga ixtisoslashgan fintech kompaniyasi TransferWise (hozirgi Wise) o'z tranzaksiyalarining ishonchliligi va izchilligini butun dunyo bo'ylab turli bank tizimlarida kafolatlash uchun Saga patternlariga tayanadi.
• Sog'liqni saqlash: Bemorlarni ro'yxatdan o'tkazish, uchrashuvlarni rejalashtirish va tibbiy yozuvlarni yangilash. Bemor uchrashuvga ro'yxatdan o'tganda, Saga yangi bemor hisobini yaratish, uchrashuvni rejalashtirish va tegishli tibbiyot mutaxassislariga xabar berish jarayonini boshqarishi mumkin. Agar uchrashuvni rejalashtirish muvaffaqiyatsizlikka uchrasa, kompensatsiya tranzaksiyalari uchrashuvni olib tashlaydi va bemorga xabar beradi.
• Ta'minot zanjirini boshqarish: Buyurtmalarni qayta ishlash, omborni boshqarish va yetkazib berishni rejalashtirish. Buyurtma qabul qilinganda, Saga inventarizatsiyani zaxiraga qo'yish, narsalarni qadoqlash, yetkazib berishni rejalashtirish va mijozga xabar berishni boshqarishi mumkin. Agar bu qadamlardan biri muvaffaqiyatsizlikka uchrasa, buyurtmani bekor qilish, inventarizatsiyaga buyumlarni qaytarish va mijozni bekor qilinishi haqida xabardor qilish uchun kompensatsiya harakatidan foydalanish mumkin.

Xulosa

Saga patterni mikroservis arxitekturalarida taqsimlangan tranzaksiyalarni boshqarish uchun qimmatli vositadir. Biznes tranzaksiyalarini mahalliy tranzaksiyalar ketma-ketligiga ajratish va kompensatsiya tranzaksiyalarini amalga oshirish orqali siz taqsimlangan muhitda ma'lumotlarning izchilligini va chidamliligini ta'minlashingiz mumkin. Saga patterni ma'lum qiyinchiliklarni keltirib chiqarsa-da, eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilish va tegishli texnologiyalardan foydalanish uni muvaffaqiyatli amalga oshirishga va mustahkam, masshtabli va nosozliklarga chidamli ilovalarni yaratishga yordam beradi.

Mikroservislar tobora keng tarqalgan bo'lib borayotgani sababli, Saga patterni taqsimlangan tranzaksiyalarni boshqarish va murakkab tizimlar bo'ylab ma'lumotlarning izchilligini ta'minlashda muhim rol o'ynashda davom etadi. Saga patternini qabul qilish bugungi biznes landshaftining talablariga javob beradigan zamonaviy, chidamli va masshtablash mumkin bo'lgan ilovalarni yaratishga qaratilgan asosiy qadamdir.