6 种事件驱动的架构模式,springboot 入门书籍
请求-应答模型在浏览器-服务器交互中特别常见。借助 Kafka 和WebSocket,我们就有了一个完整的事件流驱动,包括浏览器-服务器交互。
这使得交互过程容错性更好,因为消息在 Kafka 中被持久化,并且可以在服务重启时重新处理。该架构还具有更高的可伸缩性和解耦性,因为状态管理完全从服务中移除,并且不需要对查询进行数据聚合和维护。
考虑一下这种情况,将所有 Wix 用户的联系方式导入 Wix 平台。
这个过程涉及到两个服务:Contacts Jobs 服务处理导入请求并创建导入批处理作业,Contacts Importer 执行实际的格式化并存储联系人(有时借助第三方服务)。
传统的请求-应答方法需要浏览器不断轮询导入状态,前端服务需要将状态更新情况保存到数据库表中,并轮询下游服务以获得状态更新。
而使用 Kafka 和 WebSocket 管理者服务,我们可以实现一个完全分布式的事件驱动过程,其中每个服务都是完全独立工作的。
使用 Kafka 和 WebSocket 的 E2E 事件驱动
首先,浏览器会根据开始导入请求订阅 WebSocket 服务。
它需要提供一个 channel-Id,以便 WebSocket 服务能够将通知路由回正确的浏览器:
打开 WebSocket 通知“通道”
第二,浏览器需要向 Jobs 服务发送一个 HTTP 请求,联系人信息使用 CSV 格式,并附加 channel-Id,这样 Jobs 服务(和下游服务)就能够向 WebSocket 服务发送通知。注意,HTTP 响应将立即返回,没有任何内容。
第三,Jobs 服务在处理完请求后,会生成并向 Kafka 主题发送作业请求。
HTTP Import 请求和生成的 Import Job 消息
第四,Contacts Importer**服务消费来自 Kafka 的作业请求,并执行实际的导入任务。当它完成时,它可以通知 WebSocket 服务作业已经完成,而 WebSocket 服务又通知浏览器。
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工作已消费、已处理和已完成状态通知
效果
使用这种设计,在导入过程的各个阶段通知浏览器变得很简单,而且不需要保持任何状态,也不需要任何轮询。
Kafka 的使用使得导入过程更具弹性和可扩展性,因为多个服务可以处理来自同一个原始导入 http 请求的作业。
使用 Kafka 复制,很容易将每个阶段放在最合适的数据中心和地理位置。也许导入器服务需要在谷歌 DC 上,以便可以更快地导入谷歌联系人。
WebSocket 服务的传入通知请求也可以生成到 Kafka,然后复制到 WebSocket 服务所在的数据中心。
3.内存 KV 存储
针对 0 延迟数据访问
有时,我们需要动态对应用程序进行持久化配置,但我们不想为它创建一个全面的关系数据库表。
一个选择是用HBase/Cassandra/DynamoDB为所有应用创建一个大的宽列存储表,其主键包含标识应用域的前缀(例如“store_taxes_”)。
这个解决方案效果很好,但是通过网络取值存在无法避免的延迟。它更适合于更大的数据集,而不仅仅是配置数据。
另一种方法是有一个位于内存但同样具有持久性的键/值缓存——Redis AOF提供了这种能力。
Kafka 以压缩主题的形式为键/值存储提供了类似的解决方案(保留模型确保键的最新值不会被删除)。
在 Wix,我们将这些压缩主题用作内存中的 kv-store,我们在应用程序启动时加载(消费)来自主题的数据。这有一个 Redis 没有提供的好处,这个主题还可以被其他想要获得更新的用户使用。
订阅和查询
考虑以下用例——两个微服务使用压缩主题来做数据维护:Wix Business Manager(帮助 Wix 网站所有者管理他们的业务)使用一个压缩主题存放支持的国家列表,Wix Bookings(允许安排预约和课程)维护了一个“(Time Zones)”压缩主题。从这些内存 KV 存储中检索值的延迟为 0。
各内存 KV 存储以及相应的 Kafka 压缩主题
Wix Bookings 监听“国家(Countries)”主题的更新:
Bookings 消费来自压缩主题 Countries 的更新
当 Wix Business Manager 将另一个国家添加到“国家”主题时,Wix Bookings 会消费此更新,并自动为“时区”主题添加一个新的时区。现在,内存 KV 存储中的“时区”也通过更新增加了新的时区:
South Sudan 的时区被加入压缩主题
我们没有在这里停下来。Wix Events(供 Wix Users 管理事件传票和 RSVP)也可以使用 Bookings 的时区主题,并在一个国家因为夏令时更改时区时自动更新其内存 kv-store。
两个内存 KV 存储消费同一个压缩主题
4.调度并遗忘
当存在需要确保计划事件最终被处理的需求时
在许多情况下,需要 Wix 微服务根据某个计划执行作业。
Wix Payments Subscriptions 服务就是一个例子,它管理基于订阅的支付(例如瑜伽课程的订阅)。
对于每个月度或年度订阅用户,必须通过支付提供程序完成续订过程。
为此,Wix 自定义的 Job Scheduler 服务调用由 Payments Subscription 服务预先配置好的 REST 端点。
订阅续期过程在后台进行,不需要(人类)用户参与。这就是为什么最终可以成功续订很重要,即使临时有错误——例如第三支付提供程序不可用。
要确保这一过程是完全弹性的,一种方法是由作业调度器重复请求 Payment Subscriptions 服务(续订的当前状态保存在数据库中),对每个到期但尚未续期的订阅进行轮询。这将需要数据库上的悲观/乐观锁定,因为同一用户同一时间可能有多个订阅续期请求(来自两个单独的正在进行的请求)。
更好的方法是首先生成 Kafka 请求。为什么?因为请求的处理将由 Kafka 的消费者顺序完成(对于每个特定的用户),所以不需要并行工作的同步机制。
此外,一旦消息生成并发送到 Kafka,我们就可以通过引入消费者重试来确保它最终会被成功处理。由于有这些重试,请求调度的频率可能就会低很多。
在这种情况下,我们希望可以保持处理顺序,这样重试逻辑可以在两次尝试之间(以“指数退避”间隔进行)简单地休眠。
Wix 开发人员使用我们自定义的Greyhound消费者,因此,他们只需指定一个 BlockingPolicy,并根据需要指定适当的重试间隔。
在某些情况下,消费者和生产者之间可能会产生延迟,如长时间持续出错。在这些情况下,有一个特殊的仪表板用于解除阻塞,并跳过开发人员可以使用的消息。
如果消息处理顺序不是强制性的,那么 Greyhound 中还有一个使用“重试主题”的非阻塞重试策略。
当配置重试策略时,Greyhound 消费者将创建与用户定义的重试间隔一样多的重试主题。内置的重试生成器将在出错时生成一条下一个重试主题的消息,该消息带有一个自定义头,指定在下一次调用处理程序代码之前应该延迟多少时间。
还有一个死信队列,用于重试次数耗尽的情况。在这种情况下,消息被放在死信队列中,由开发人员手动审查。
这种重试机制是受 Uber这篇文章的启发。
Wix 最近开放了 Greyhound 的源代码,不久将提供给测试用户。要了解更多信息,可以阅读 GitHub 上的自述文件。
总结:
Kafka 允许按顺序处理每个键的请求(例如使用 userId 进行续订),简化工作进程逻辑;
由于 Kafka 重试策略的实现大大提高了容错能力,续期请求的作业调度频率大大降低。
5.事务中的事件
当幂等性很难实现时
考虑下面这个典型的电子商务流程。
Payments 服务生成一个 Order?Purchase Completed 事件到 Kafka。现在,Checkout 服务将消费此消息,并生成自己的 Order Checkout Completed 消息,其中包含购物车中的所有商品。
然后,所有下游服务(Delivery、Inventory 和 Invoices)将消费该消息并继续处理(分别准备发货、更新库存和创建发票)。
如果下游服务可以假设 Order Checkout Completed 事件只由 Checkout 服务生成一次,则此事件驱动流的实现会简单很多。
为什么?因为多次处理相同的 Checkout Completed 事件可能导致多次发货或库存错误。为了防止下游服务出现这种情况,它们将需要存储去重后的状态,例如,轮询一些存储以确保它们以前没有处理过这个 Order Id。
通常,这是通过常见的数据库一致性策略实现的,如悲观锁定和乐观锁定。
幸运的是,Kafka 为这种流水线事件流提供了一个解决方案,每个事件只处理一次,即使当一个服务有一个消费者-生产者对(例如 Checkout),它消费一条消息,并产生一条新消息。
简而言之,当 Checkout 服务处理传入的 Payment Completed 事件时,它需要将 Checkout Completed 事件的发送过程封装在一个生产者事务中,它还需要发送消息偏移量(使 Kafka 代理能够跟踪重复的消息)。
事务期间生成的任何消息将仅在事务完成后才对下游消费者(Inventory Service)可见。
此外,位于 Kafka 流开始位置的 Payment?Service Producer 必须转变为幂等(Idempotent)生产者——这意味着代理将丢弃它生成的任何重复消息。
6.事件聚合
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