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1、讨论一下消息投递的5种方式
2、带你手写代码,实现事务消息的投递
电商中有这样的一个场景:商品下单之后,需给用户送积分,订单表和积分表分别在不同的db中,涉及到分布式事务的问题。
我们通过可靠消息来解决这个问题:
商品下单成功之后送积分的操作,我们使用mq来实现
商品下单成功之后,投递一条消息到mq,积分系统消费消息,给用户增加积分
我们主要讨论一下,商品下单及投递消息到mq的操作,如何实现?每种方式优缺点?
step1:开启本地事务
step2:生成购物订单
step3:投递消息到mq
step4:提交本地事务
这种方式是将发送消息放在了事务提交之前。
step3发生异常:导致step4失败,商品下单失败,直接影响到商品下单业务
step4发生异常,其他step成功:商品下单失败,消息投递成功,给用户增加了积分
下面我们换种方式,我们将发送消息放到事务之后进行。
step1:开启本地事务
step2:生成购物订单
step3:提交本地事务
step4:投递消息到mq
step4发生异常,其他step成功:导致商品下单成功,投递消息失败,用户未增加积分
上面两种是比较常见的做法,也是最容易出错的。
step1:开启本地事务
step2:生成购物订单
step3:本地库中插入一条需要发送消息的记录t_msg_record
step3:提交本地事务
step5:新增一个定时器,轮询t_msg_record,将待发送的记录投递到mq中
这种方式借助了数据库的事务,业务和消息记录作为了一个原子操作,业务成功之后,消息日志必定是存在的。解决了前两种方式遇到的问题。如果我们的业务系统比较单一,可以采用这种方式。
对于微服务化的情况,上面这种方式不是太好,每个服务都需要上面的操作;也不利于扩展。
增加一个消息服务及消息库,负责消息的落库、将消息发送投递到mq。
step1:开启本地事务
step2:生成购物订单
step3:当前事务库插入一条日志:生成一个唯一的业务id(msg_order_id),将msg_order_id和订单关联起来保存到当前事务所在的库中
step4:调用消息服务:携带msg_order_id,将消息先落地入库,此时消息的状态为待发送状态,返回消息id(msg_id)
step5:提交本地事务
step6:如果上面都成功,调用消息服务,将消息投递到mq中;如果上面有失败的情况,则调用消息服务取消消息的发送
能想到上面这种方式,已经算是有很大进步了,我们继续分析一下可能存在的问题:
系统中增加了一个消息服务,商品下单操作依赖于该服务,业务对该服务依赖性比较高,当消息服务不可用时,整个业务将不可用。
若step6失败,消息将处于待发送状态,此时业务方需要提供一个回查接口(通过msg_order_id查询),验证业务是否执行成功;消息服务需新增一个定时任务,对于状态为待发送状态的消息做补偿处理,检查一下业务是否处理成功;从而确定消息是投递还是取消发送
step4依赖于消息服务,如果消息服务性能不佳,会导致当前业务的事务提交时间延长,容易产生死锁,并导致并发性能降低。我们通常是比较忌讳在事务中做远程调用处理的,远程调用的性能和时间往往不可控,会导致当前事务变为一个大事务,从而引发其他故障。
在以上方式中,我们继续改进,进而出现了更好的一种方式:
step1:生成一个全局唯一业务消息id(bus_msg_id),调用消息服务,携带bus_msg_id,将消息先落地入库,此时消息的状态为待发送状态,返回消息id(msg_id)
step2:开启本地事务
step3:生成购物订单
step4:当前事务库插入一条日志(将step3中的业务和bus_msg_id关联起来)
step5:提交本地事务
step6:分2种情况:如果上面都成功,调用消息服务,将消息投递到mq中;如果上面有失败的情况,则调用消息服务取消消息的发送
若step6失败,消息将处于待发送状态,此时业务方需要提供一个回查接口(通过bus_msg_id查询),验证业务是否执行成功;
消息服务需新增一个定时任务,对于状态为待发送状态的消息做补偿处理,检查一下业务是否处理成功;从而确定消息是投递还是取消发送。
方式五和方式四对比,比较好的一个地方:将调用消息服务,消息落地操作,放在了事务之外进行,这点小的改进其实算是一个非常好的优化,减少了本地事务的执行时间,从而可以提升并发量,阿里有个消息中间件RocketMQ就支持方式5这种,大家可以去用用。
下面我们通过代码来实现方式4。
3张表:
t_user:业务库中的用户表,一会用来模拟用户注册,注册成功之后投递消息。
t_msg_order:消息订单表,这个表放在业务库中,业务操作中若需要发送消息,则在业务操作的事务中同时向t_msg_order表插入一条数据,若业务操作成功,那么t_msg_order表肯定也会成功插入一条数据,发送消息的时候携带上t_msg_order的id,消息服务可以通过这个id去业务库回查t_msg_order中的记录,如果记录存在,则说明业务操作成功了。
t_msg:消息表,所有发送的消息信息放在这个表中,主要字段有:消息内容,msg_order_id:来源于t_msg_order表的id
- DROP DATABASE IF EXISTS javacode2018;
- CREATE DATABASE if NOT EXISTS javacode2018;
-
- USE javacode2018;
- DROP TABLE IF EXISTS t_user;
- CREATE TABLE t_user(
- id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
- name VARCHAR(256) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名'
- );
-
- DROP TABLE IF EXISTS t_msg;
- CREATE TABLE t_msg(
- id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
- msg VARCHAR(256) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '消息内容,可以json格式的数据',
- msg_order_id BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '消息订单id',
- status SMALLINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '消息状态,0:待投递,1:已发送,2:取消发送'
- ) COMMENT '消息表';
-
- DROP TABLE IF EXISTS t_msg_order;
- CREATE TABLE t_msg_order(
- id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
- ref_type BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '关联业务类型',
- ref_id VARCHAR(256) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '关联业务id(ref_type & ref_id 唯一)'
- ) COMMENT '消息订单表,放在业务库中';
-
- alter table t_msg_order add UNIQUE INDEX idx1 (ref_type,ref_id);
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
- import org.springframework.context.annotation.Bean;
- import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
- import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
- import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
- import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
- import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;
-
- import javax.sql.DataSource;
-
- /**
- * 公众号:路人甲Java,工作10年的前阿里P7分享Java、算法、数据库方面的技术干货!
- * <a href="http://www.itsoku.com">个人博客</a>
- */
- @ComponentScan
- @EnableTransactionManagement
- public class MainConfig11 {
- @Bean
- public DataSource dataSource() {
- org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSource dataSource = new org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSource();
- dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
- dataSource.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/javacode2018?characterEncoding=UTF-8");
- dataSource.setUsername("root");
- dataSource.setPassword("root123");
- dataSource.setInitialSize(5);
- return dataSource;
- }
-
- //定义一个jdbcTemplate
- @Bean
- public JdbcTemplate jdbcTemplate(DataSource dataSource) {
- return new JdbcTemplate(dataSource);
- }
-
- //定义事务管理器transactionManager
- @Bean
- public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
- return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
- }
-
- }
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
- import lombok.*;
-
- /**
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- */
- @Getter
- @Setter
- @Builder
- @NoArgsConstructor
- @AllArgsConstructor
- @ToString
- public class MsgModel {
- private Long id;
- //消息内容
- private String msg;
- //消息订单id
- private Long msg_order_id;
- //消息状态,0:待投递,1:已发送,2:取消发送
- private Integer status;
- }
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
- import lombok.*;
-
- /**
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- */
- @Getter
- @Setter
- @Builder
- @NoArgsConstructor
- @AllArgsConstructor
- public class MsgOrderModel {
- private Long id;
- //关联业务类型
- private Integer ref_type;
- //关联业务id(ref_type & ref_id 唯一)
- private String ref_id;
- }
提供了对t_msg_order表的一些操作,2个方法,一个用来插入数据,一个用来查询。
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
- import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
- import org.springframework.jdbc.core.BeanPropertyRowMapper;
- import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
- import org.springframework.stereotype.Component;
- import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
-
- import java.util.List;
- import java.util.Objects;
-
- /**
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- */
- @Component
- public class MsgOrderService {
- @Autowired
- private JdbcTemplate jdbcTemplate;
-
- /**
- * 插入消息订单
- *
- * @param ref_type
- * @param ref_id
- * @return
- */
- @Transactional
- public MsgOrderModel insert(Integer ref_type, String ref_id) {
- MsgOrderModel msgOrderModel = MsgOrderModel.builder().ref_type(ref_type).ref_id(ref_id).build();
- //插入消息
- this.jdbcTemplate.update("insert into t_msg_order (ref_type,ref_id) values (?,?)",
- ref_type,
- ref_id
- );
- //获取消息订单id
- msgOrderModel.setId(this.jdbcTemplate.queryForObject("SELECT LAST_INSERT_ID()", Long.class));
- return msgOrderModel;
- }
-
- /**
- * 根据消息id获取消息
- *
- * @param id
- * @return
- */
- public MsgOrderModel getById(Long id) {
- List<MsgOrderModel> list = this.jdbcTemplate.query("select * from t_msg_order where id = ? limit 1", new BeanPropertyRowMapper<MsgOrderModel>(MsgOrderModel.class), id);
- return Objects.nonNull(list) && !list.isEmpty() ? list.get(0) : null;
- }
-
- }
消息服务,提供了对t_msg表的一些操作以及消息投递的一些方法
方法 | 说明 |
---|---|
addMsg | 添加消息,消息会落库,处于待发送状态 |
confirmSendMsg | 确定投递消息,事务成功后可以调用 |
cancelSendMsg | 取消投递消息,事务回滚可以调用 |
代码:
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
-
- import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
- import org.springframework.jdbc.core.BeanPropertyRowMapper;
- import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
- import org.springframework.stereotype.Component;
- import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
- import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
-
- import java.util.List;
- import java.util.Objects;
-
- /**
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- */
- @Component
- public class MsgService {
-
- //添加一条消息(独立的事务中执行)
- @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
- public Long addMsg(String msg, Long msg_order_id, boolean isSend) {
- MsgModel msgModel = MsgModel.builder().msg(msg).msg_order_id(msg_order_id).status(0).build();
- //先插入消息
- Long msg_id = this.insert(msgModel).getId();
- if (isSend) {
- //如果需要投递,则调用投递的方法
- this.confirmSendMsg(msg_id);
- }
- return msg_id;
- }
-
- /**
- * 确认消息投递(不需要事务)
- *
- * @param msg_id 消息id
- */
- @Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
- public void confirmSendMsg(Long msg_id) {
- MsgModel msgModel = this.getById(msg_id);
- //向mq中投递消息
- System.out.println(String.format("投递消息:%s", msgModel));
- //将消息状态置为已投递
- this.updateStatus(msg_id, 1);
- }
-
- /**
- * 取消消息投递(不需要事务)
- *
- * @param msg_id 消息id
- */
- @Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
- public void cancelSendMsg(Long msg_id) {
- MsgModel msgModel = this.getById(msg_id);
- System.out.println(String.format("取消投递消息:%s", msgModel));
- //将消息状态置为取消投递
- this.updateStatus(msg_id, 2);
- }
-
- @Autowired
- private JdbcTemplate jdbcTemplate;
-
- /**
- * 插入消息
- *
- * @param msgModel
- * @return
- */
- private MsgModel insert(MsgModel msgModel) {
- //插入消息
- this.jdbcTemplate.update("insert into t_msg (msg,msg_order_id,status) values (?,?,?)",
- msgModel.getMsg(),
- msgModel.getMsg_order_id(),
- msgModel.getStatus());
- //获取消息id
- msgModel.setId(this.jdbcTemplate.queryForObject("SELECT LAST_INSERT_ID()", Long.class));
- System.out.println("插入消息:" + msgModel);
- return msgModel;
- }
-
- /**
- * 根据消息id获取消息
- *
- * @param id
- * @return
- */
- private MsgModel getById(Long id) {
- List<MsgModel> list = this.jdbcTemplate.query("select * from t_msg where id = ? limit 1", new BeanPropertyRowMapper<MsgModel>(MsgModel.class), id);
- return Objects.nonNull(list) && !list.isEmpty() ? list.get(0) : null;
- }
-
- /**
- * 更新消息状态
- *
- * @param id
- * @param status
- */
- private void updateStatus(long id, int status) {
- this.jdbcTemplate.update("update t_msg set status = ? where id = ?", status, id);
- }
-
- }
消息投递器,给业务方使用,内部只有一个方法,用来发送消息。
若上下文没有事务,则消息落地之后立即投递;若存在事务,则消息投递分为2步走:消息先落地,事务执行完毕之后再确定是否投递,用到了事务扩展点:TransactionSynchronization,事务执行完毕之后会回调TransactionSynchronization接口中的afterCompletion方法,在这个方法中确定是否投递消息。对事务扩展点TransactionSynchronization不熟悉的建议先看一下这篇文章:Spring系列第47篇:spring事务源码解析
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
- import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
- import org.springframework.stereotype.Component;
- import org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronization;
- import org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationAdapter;
- import org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationManager;
-
-
- /**
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- * 消息发送器,所有使用者调用send方法发送消息
- */
- @Component
- public class MsgSender {
- @Autowired
- private MsgOrderService msgOrderService;
- @Autowired
- private MsgService msgService;
-
- //发送消息
- public void send(String msg, int ref_type, String ref_id) {
- MsgOrderModel msgOrderModel = this.msgOrderService.insert(ref_type, ref_id);
-
- Long msg_order_id = msgOrderModel.getId();
- //TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive 可以用来判断事务同步是否开启了
- boolean isSynchronizationActive = TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive();
- /**
- * 若事务同步开启了,那么可以在事务同步中添加事务扩展点,则先插入消息,暂不发送,则在事务扩展点中添加回调
- * 事务结束之后会自动回调扩展点TransactionSynchronizationAdapter的afterCompletion()方法
- * 咱们在这个方法中确定是否投递消息
- */
- if (isSynchronizationActive) {
- final Long msg_id = this.msgService.addMsg(msg, msg_order_id, false);
- TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronizationAdapter() {
- @Override
- public void afterCompletion(int status) {
- //代码走到这里时,事务已经完成了(可能是回滚了、或者是提交了)
- //看一下消息关联的订单是否存在,如果存在,说明事务是成功的,业务是执行成功的,那么投递消息
- if (msgOrderService.getById(msg_order_id) != null) {
- System.out.println(String.format("准备投递消息,{msg_id:%s}", msg_id));
- //事务成功:投递消息
- msgService.confirmSendMsg(msg_id);
- } else {
- System.out.println(String.format("准备取消投递消息,{msg_id:%s}", msg_id));
- //事务是不:取消投递消息
- msgService.cancelSendMsg(msg_id);
- }
- }
- });
- } else {
- //无事务的,直接插入并投递消息
- this.msgService.addMsg(msg, msg_order_id, true);
- }
- }
- }
下面的register方法是有事务的,内部会插入一条用户信息,然后会投递一条消息
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
- import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
- import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
- import org.springframework.stereotype.Component;
- import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
- import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
-
- /**
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- */
- @Component
- public class UserService {
- @Autowired
- private JdbcTemplate jdbcTemplate;
- //消息投递器
- @Autowired
- private MsgSender msgSender;
-
- /**
- * 模拟用户注册成功,顺便发送消息
- */
- @Transactional
- public void register(Long user_id, String user_name) {
- //先插入用户
- this.jdbcTemplate.update("insert into t_user(id,name) VALUES (?,?)", user_id, user_name);
- System.out.println(String.format("用户注册:[user_id:%s,user_name:%s]", user_id, user_name));
- //发送消息
- String msg = String.format("[user_id:%s,user_name:%s]", user_id, user_name);
- //调用投递器的send方法投递消息
- this.msgSender.send(msg, 1, user_id.toString());
- }
-
- }
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
- import org.junit.Before;
- import org.junit.Test;
- import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
- import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
-
- /**
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- */
- public class Demo11Test {
-
- private AnnotationConfigApplicationContext context;
- private UserService userService;
- private JdbcTemplate jdbcTemplate;
-
- @Before
- public void before() {
- this.context = new AnnotationConfigApplicationContext(MainConfig11.class);
- userService = context.getBean(UserService.class);
- this.jdbcTemplate = context.getBean("jdbcTemplate", JdbcTemplate.class);
- jdbcTemplate.update("truncate table t_user");
- jdbcTemplate.update("truncate table t_msg");
- jdbcTemplate.update("truncate table t_msg_order");
- }
-
- @Test
- public void test1() {
- this.userService.register(1L, "路人");
- }
-
- }
- 用户注册:[user_id:1,user_name:路人]
- 插入消息:MsgModel(id=1, msg=[user_id:1,user_name:路人], msg_order_id=1, status=0)
- 准备投递消息,{msg_id:1}
- 投递消息:MsgModel(id=1, msg=[user_id:1,user_name:路人], msg_order_id=1, status=0)
手动抛出异常,让事务回滚。
- /**
- * 模拟用户注册失败,咱们通过弹出异常让事务回滚,结果也会导致消息发送被取消
- *
- * @param user_id
- * @param user_name
- */
- @Transactional
- public void registerFail(Long user_id, String user_name) {
- this.register(user_id, user_name);
- throw new RuntimeException("故意失败!");
- }
- @Test
- public void test2() {
- this.userService.registerFail(1L, "张三");
- }
弹出了异常,信息比较多,我们截了关键的部分,如下,可以看出事务被回滚了,消息被取消投递了。
- 用户注册:[user_id:1,user_name:张三]
- 插入消息:MsgModel(id=1, msg=[user_id:1,user_name:张三], msg_order_id=1, status=0)
- 准备取消投递消息,{msg_id:1}
- 取消投递消息:MsgModel(id=1, msg=[user_id:1,user_name:张三], msg_order_id=1, status=0)
-
- java.lang.RuntimeException: 故意失败!
-
- at com.javacode2018.tx.demo11.UserService.registerFail(UserService.java:44)
- at com.javacode2018.tx.demo11.UserService$$FastClassBySpringCGLIB$$5dd21f5c.invoke(<generated>)
事务发送是跟随当前所在的事务的,当前事务提交了,消息一定会被投递出去,当前事务是不,消息会被取消投递。
下面看嵌套事务的代码
注意下面方法的事务传播行为是:REQUIRES_NEW,当前如果有事务,会重启一个事务。
- //事务传播属性是REQUIRES_NEW,会在独立的事务中运行
- @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
- public void registerRequiresNew(Long user_id, String user_name) {
- this.register(user_id, user_name);
- }
- package com.javacode2018.tx.demo11;
-
- import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
- import org.springframework.stereotype.Component;
- import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
-
- /**
- * 公众号:路人甲Java,工作10年的前阿里P7分享Java、算法、数据库方面的技术干货!
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- */
- @Component
- public class UserService1 {
- @Autowired
- private UserService userService;
-
- @Autowired
- private MsgSender msgSender;
-
- //嵌套事务案例
- @Transactional
- public void nested() {
- this.msgSender.send("消息1", 2, "1");
- //registerRequiresNew事务传播属性是REQUIRES_NEW:会在一个新事务中运行
- this.userService.registerRequiresNew(1L, "张三");
- //registerFail事务传播属性是默认的,会在当前事务中运行,registerFail弹出异常会导致当前事务回滚
- this.userService.registerFail(2L, "李四");
- }
- }
nested 是外围方法,这个方法上有@Transactional,运行的时候会开启一个事务,内部3行代码:
@1:发送消息,会在当前事务中执行
@2:registerRequiresNew事务传播行为是REQUIRES_NEW,所以会重启一个事务
@3:registerFail事务传播行为是默认的REQUIRED,会参与到nested()开启的事务中运行,registerFail方法内部会抛出一个异常,最终会导致外部方法事务回滚。
上面方法需要投递3条消息,而@1和@3投递的消息由于事务回滚会导致消息被回滚,而@2在独立的事务中执行,@2的消息会投递成功,下面来看看执行结果,是不是和分析的一致。
- @Test
- public void test3() {
- UserService1 userService1 = this.context.getBean(UserService1.class);
- userService1.nested();
- }
- 插入消息:MsgModel(id=1, msg=消息1, msg_order_id=1, status=0)
- 用户注册:[user_id:1,user_name:张三]
- 插入消息:MsgModel(id=2, msg=[user_id:1,user_name:张三], msg_order_id=2, status=0)
- 准备投递消息,{msg_id:2}
- 投递消息:MsgModel(id=2, msg=[user_id:1,user_name:张三], msg_order_id=2, status=0)
- 用户注册:[user_id:2,user_name:李四]
- 插入消息:MsgModel(id=3, msg=[user_id:2,user_name:李四], msg_order_id=3, status=0)
- 准备取消投递消息,{msg_id:1}
- 取消投递消息:MsgModel(id=1, msg=消息1, msg_order_id=1, status=0)
- 准备取消投递消息,{msg_id:3}
- 取消投递消息:MsgModel(id=3, msg=[user_id:2,user_name:李四], msg_order_id=3, status=0)
-
- java.lang.RuntimeException: 故意失败!
-
- at com.javacode2018.tx.demo11.UserService.registerFail(UserService.java:44)
大家细看一下结果,和分析的是一致的。
事务消息分2步走,先落库,此时消息待投递,等到事务执行完毕之后,再确定是否投递,用到的关键技术点是事务扩展接口:TransactionSynchronization,事务执行完毕之后会自动回调接口中的afterCompletion方法。
遗留的一个问题:消息补偿操作
当事务消息刚落地,此时处于待投递状态,系统刚好down机了,此时系统恢复之后,需要有个定时器来处理这种消息,拿着消息中的msg_order_id去业务库查一下订单是否存在,如果存在,则投递消息,否则取消投递,这个留给大家去实现。
好了,今天的内容就到此就讲完了,我们一块来总结回顾一下,你需要重点掌握的内容。
1、消息投递的5种方式的推演,要熟练掌握其优缺点
2、方式4中事务消息的代码实现,需要大家掌握
消息服务使用频率挺高的,通常作为系统中的基础服务使用,大家可以尝试一下开发一个独立的消息服务,提供给其他服务使用。
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- git地址:
- https://gitee.com/javacode2018/spring-series
-
- 本文案例对应源码:
- spring-series\lesson-002-tx\src\main\java\com\javacode2018\tx\demo11
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