CN111831455A - 工业物联网下分布式事务处理系统及方法 - Google Patents

工业物联网下分布式事务处理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种工业物联网下分布式事务处理系统及方法，包括：服务端:分布式事务管理器dmaic_tm，负责管理事务的参与者并和其保持心跳；客户端：分布式事务参与者dmaic_pm，把客户端的信息注册到服务端；心跳机制：dmaic_tm和dmaic_pc之间通过心跳机制dmaic_hb解决数据库的死锁问题。本发明通过采用最终一致性事务，解决了分布式系统下数据一致性，表锁和部分情况下的死锁的问题。本发明通过采用dmaic_tm和dmaic_pc集群和dmaic_hb心跳机制，解决了系统的高可用的问题。

Description

工业物联网下分布式事务处理系统及方法
技术领域
本发明涉及分布式系统技术领域，具体地，涉及工业物联网下分布式事务处理系统及方法。
背景技术
事务提供一种机制将一个活动涉及的所有操作纳入到一个不可分割的执行单元，组成事务的所有操作只有在所有操作均能正常执行的情况下方能提交，只要其中任一操作执行失败，都将导致整个事务的回滚。
分布式事务指事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器分别位于不同的分布式系统的不同节点之上。
在分布式系统中，为了保证数据的高可用，通常，我们会将数据保留多个副本(replica)，这些副本会放置在不同的物理的机器上。为了对用户提供正确的CRUD等语义，我们需要保证这些放置在不同物理机器上的副本是一致的。分布式事务在现在遍地都是分布式部署的系统中几乎是必要的。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种工业物联网下分布式事务处理系统。
根据本发明提供的一种工业物联网下分布式事务处理系统，包括：
服务端:分布式事务管理器dmaic_tm，负责管理事务的参与者并和其保持心跳；
客户端：分布式事务参与者dmaic_pm，把客户端的信息注册到服务端；
心跳机制：dmaic_tm和dmaic_pc之间通过心跳机制dmaic_hb解决数据库的死锁问题。
优选地，所述分布式事务管理器dmaic_tm，在工业场景下要应对万级的事务提交量tps，dmaic_tm事务管理器通过采取最终一致性的事务解决方案，解决强一致性的事务会造成长时间的表锁和部分情况下的死锁的问题。
优选地，所述最终一致性的事务解决方案指：
dmaic_tm事务管理器会产生全局的事务记录，该事物记录信息包括：一次请求中所涉及到所有的事务参与者dmaic_pm，每个dmaic_pm所需回滚的sql脚本，如果出现异常，sql脚本是回滚的依据；
dmaic_pm如果没有异常，数据库底层实行redo.log，进行本地的数据事务提交，不需要等待其他事务参与者，当调用到某个dmaic_pm出现异常的时候，dmaic_tm事务管理器会获取到本次全局事务的记录，执行记录的sql脚本，达到事务的最终一致性。
优选地，所述分布式事务参与者dmaic_pm是事务的参与者，进行具体事务的执行以及回滚sql脚本的产生并和dmaic_tm通讯，由dmaic_tm记录回滚sql脚本。
优选地，所述心跳机制dmaic_hb用于剔除不可用的dmaic_pm，以及连接到可用的dmaic_pm，实现ha集群系统的高可用；
所述心跳机制dmaic_hb指：dmaic_pm是一组集群，dmaic_hb会向dmaic_pm集群中的成员发送ping指令，以此来确定dmaic_pm可用的成员。
根据本发明提供的一种工业物联网下分布式事务处理方法，包括：
服务端处理步骤:令分布式事务管理器dmaic_tm负责管理事务的参与者并和其保持心跳；
客户端处理步骤：令分布式事务参与者dmaic_pm把客户端的信息注册到服务端；
心跳机制保持步骤：令dmaic_tm和dmaic_pc之间通过心跳机制dmaic_hb解决数据库的死锁问题。
优选地，所述分布式事务管理器dmaic_tm，在工业场景下要应对万级的事务提交量tps，dmaic_tm事务管理器通过采取最终一致性的事务解决方案，解决强一致性的事务会造成长时间的表锁和部分情况下的死锁的问题。
优选地，所述最终一致性的事务解决方案指：
dmaic_tm事务管理器会产生全局的事务记录，该事物记录信息包括：一次请求中所涉及到所有的事务参与者dmaic_pm，每个dmaic_pm所需回滚的sql脚本，如果出现异常，sql脚本是回滚的依据；
dmaic_pm如果没有异常，数据库底层实行redo.log，进行本地的数据事务提交，不需要等待其他事务参与者，当调用到某个dmaic_pm出现异常的时候，dmaic_tm事务管理器会获取到本次全局事务的记录，执行记录的sql脚本，达到事务的最终一致性。
优选地，所述分布式事务参与者dmaic_pm是事务的参与者，进行具体事务的执行以及回滚sql脚本的产生并和dmaic_tm通讯，由dmaic_tm记录回滚sql脚本。
优选地，所述心跳机制dmaic_hb用于剔除不可用的dmaic_pm，以及连接到可用的dmaic_pm，实现ha集群系统的高可用；
所述心跳机制dmaic_hb指：dmaic_pm是一组集群，dmaic_hb会向dmaic_pm集群中的成员发送ping指令，以此来确定dmaic_pm可用的成员。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过采用最终一致性事务，解决了分布式系统下数据一致性，表锁和部分情况下的死锁的问题。
2、本发明通过采用dmaic_tm和dmaic_pc集群和dmaic_hb心跳机制，解决了系统的高可用的问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的分布式事物操作流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种工业物联网下分布式事务处理系统，包括：
服务端:分布式事务管理器dmaic_tm，负责管理事务的参与者并和其保持心跳；
客户端：分布式事务参与者dmaic_pm，把客户端的信息注册到服务端；
心跳机制：dmaic_tm和dmaic_pc之间通过心跳机制dmaic_hb解决数据库的死锁问题。
具体地，所述分布式事务管理器dmaic_tm，在工业场景下要应对万级的事务提交量tps，dmaic_tm事务管理器通过采取最终一致性的事务解决方案，解决强一致性的事务会造成长时间的表锁和部分情况下的死锁的问题。
具体地，所述最终一致性的事务解决方案指：
dmaic_tm事务管理器会产生全局的事务记录，该事物记录信息包括：一次请求中所涉及到所有的事务参与者dmaic_pm，每个dmaic_pm所需回滚的sql脚本，如果出现异常，sql脚本是回滚的依据；
dmaic_pm如果没有异常，数据库底层实行redo.log，进行本地的数据事务提交，不需要等待其他事务参与者，当调用到某个dmaic_pm出现异常的时候，dmaic_tm事务管理器会获取到本次全局事务的记录，执行记录的sql脚本，达到事务的最终一致性。
具体地，所述分布式事务参与者dmaic_pm是事务的参与者，进行具体事务的执行以及回滚sql脚本的产生并和dmaic_tm通讯，由dmaic_tm记录回滚sql脚本。
具体地，所述心跳机制dmaic_hb用于剔除不可用的dmaic_pm，以及连接到可用的dmaic_pm，实现ha集群系统的高可用；
所述心跳机制dmaic_hb指：dmaic_pm是一组集群，dmaic_hb会向dmaic_pm集群中的成员发送ping指令，以此来确定dmaic_pm可用的成员。
根据本发明提供的一种工业物联网下分布式事务处理方法，包括：
服务端处理步骤:令分布式事务管理器dmaic_tm负责管理事务的参与者并和其保持心跳；
客户端处理步骤：令分布式事务参与者dmaic_pm把客户端的信息注册到服务端；
心跳机制保持步骤：令dmaic_tm和dmaic_pc之间通过心跳机制dmaic_hb解决数据库的死锁问题。
具体地，所述分布式事务管理器dmaic_tm，在工业场景下要应对万级的事务提交量tps，dmaic_tm事务管理器通过采取最终一致性的事务解决方案，解决强一致性的事务会造成长时间的表锁和部分情况下的死锁的问题。
具体地，所述最终一致性的事务解决方案指：
dmaic_tm事务管理器会产生全局的事务记录，该事物记录信息包括：一次请求中所涉及到所有的事务参与者dmaic_pm，每个dmaic_pm所需回滚的sql脚本，如果出现异常，sql脚本是回滚的依据；
dmaic_pm如果没有异常，数据库底层实行redo.log，进行本地的数据事务提交，不需要等待其他事务参与者，当调用到某个dmaic_pm出现异常的时候，dmaic_tm事务管理器会获取到本次全局事务的记录，执行记录的sql脚本，达到事务的最终一致性。
具体地，所述分布式事务参与者dmaic_pm是事务的参与者，进行具体事务的执行以及回滚sql脚本的产生并和dmaic_tm通讯，由dmaic_tm记录回滚sql脚本。
具体地，所述心跳机制dmaic_hb用于剔除不可用的dmaic_pm，以及连接到可用的dmaic_pm，实现ha集群系统的高可用；
所述心跳机制dmaic_hb指：dmaic_pm是一组集群，dmaic_hb会向dmaic_pm集群中的成员发送ping指令，以此来确定dmaic_pm可用的成员。
下面通过优选例，对本发明进行更为具体地说明。
优选例1：
本发明中设计的分布式事务是为了解决在工业场景下(海量数据，万级的tps)，各个微服务系统协同工作保证数据一致性，以及解决常见的开源分布式系统存在死锁，数据脏读的问题。
如图1所示，包括：
1.服务端:分布式事务管理器(dmaic_tm)，负责管理事务的参与者并和其保持心跳。
2.客户端：分布式事务参与者(dmaic_pm)，把客户端的信息注册到服务端。
3.心跳机制：dmaic_tm和dmaic_pc之间的心跳机制(dmaic_hb)用来解决数据库的死锁问题
1.1服务端:分布式事务管理器(dmaic_tm)，在工业场景下要应对万级的tps(事务提交量，可以理解成系统吞吐量)，强一致性的事务会造成长时间的表锁和部分情况下的死锁。所以dmaic_tm事务管理器采取最终一致性的事务解决方案。
1.1.1为解决1.1的问题，dmaic_tm事务管理器会产生全局的事务记录(在此分布式事务中，所有的客户端dmaic_pm向dmaic_tm注册，所以dmaic_tm为具体的事务参与者产生全局事务，dmaic_tx_id为全局事物记录的id)，该记录信息包括：一次请求中所涉及到所有的事务参与者dmaic_pm，每个dmaic_pm所需回滚的sql脚本(如果出现异常，是回滚的依据)，dmaic_pm如果没有异常数据库底层实行redo.log(数据库底层的日志：需要进行事务提交的数据日志)进行本地的数据事务提交，不需要等待其他事务参与者(解决长时间锁表问题)。当调用到某个dmaic_pm出现异常的时候，dmaic_tm事务管理器会获取到本次全局事务的记录，执行记录的sql，而达到事务的最终一致性。
1.1.1.1回滚的sql脚本举例,表student有id int和age int列，
①新增：要执行的sql脚本：insert into student(id,age)values(1,11)，需要回滚的脚本：delete from student where id＝1；
②删除：要执行的sql脚本：delete from student where id＝1，需要回滚的脚本：insert into student(id,age)values(1,11)。在这个sql执行之前会保存id＝1的这条记录，在回滚的时候再insert该记录；
③更新：要执行的sql脚本：Update student set age＝18where id＝1，需要回滚的脚本：insert into student values(1,11)。在这个sql执行之前会记录更新条件和更新内容的原来的值，在回滚时再update成原来的记录。
2.1分布式事务参与者(dmaic_pm)，dmaic_pm主要作用是事务的参与者具体事务的执行以及回滚sql脚本的产生并和dmaic_tm通讯，由dmaic_tm记录回滚sql脚本。
3.1心跳机制(dmaic_hb)，dmaic_hb用于剔除不可用的dmaic_pm(集群模式)，以及连接到可用的dmaic_pm做到Ha集群系统的高可用。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种工业物联网下分布式事务处理系统，其特征在于，包括：
服务端:分布式事务管理器dmaic_tm，负责管理事务的参与者并和其保持心跳；
客户端：分布式事务参与者dmaic_pm，把客户端的信息注册到服务端；
心跳机制：dmaic_tm和dmaic_pc之间通过心跳机制dmaic_hb解决数据库的死锁问题。
2.根据权利要求1所述的工业物联网下分布式事务处理系统，其特征在于，所述分布式事务管理器dmaic_tm，在工业场景下要应对万级的事务提交量tps，dmaic_tm事务管理器通过采取最终一致性的事务解决方案，解决强一致性的事务会造成长时间的表锁和部分情况下的死锁的问题。
3.根据权利要求2所述的工业物联网下分布式事务处理系统，其特征在于，所述最终一致性的事务解决方案指：
dmaic_tm事务管理器会产生全局的事务记录，该事物记录信息包括：一次请求中所涉及到所有的事务参与者dmaic_pm，每个dmaic_pm所需回滚的sql脚本，如果出现异常，sql脚本是回滚的依据；
dmaic_pm如果没有异常，数据库底层实行redo.log，进行本地的数据事务提交，不需要等待其他事务参与者，当调用到某个dmaic_pm出现异常的时候，dmaic_tm事务管理器会获取到本次全局事务的记录，执行记录的sql脚本，达到事务的最终一致性。
4.根据权利要求1所述的工业物联网下分布式事务处理系统，其特征在于，所述分布式事务参与者dmaic_pm是事务的参与者，进行具体事务的执行以及回滚sql脚本的产生并和dmaic_tm通讯，由dmaic_tm记录回滚sql脚本。
5.根据权利要求1所述的工业物联网下分布式事务处理系统，其特征在于，所述心跳机制dmaic_hb用于剔除不可用的dmaic_pm，以及连接到可用的dmaic_pm，实现ha集群系统的高可用；
所述心跳机制dmaic_hb指：dmaic_pm是一组集群，dmaic_hb会向dmaic_pm集群中的成员发送ping指令，以此来确定dmaic_pm可用的成员。
6.一种工业物联网下分布式事务处理方法，其特征在于，包括：
服务端处理步骤:令分布式事务管理器dmaic_tm负责管理事务的参与者并和其保持心跳；
客户端处理步骤：令分布式事务参与者dmaic_pm把客户端的信息注册到服务端；
心跳机制保持步骤：令dmaic_tm和dmaic_pc之间通过心跳机制dmaic_hb解决数据库的死锁问题。
7.根据权利要求6所述的工业物联网下分布式事务处理方法，其特征在于，所述分布式事务管理器dmaic_tm，在工业场景下要应对万级的事务提交量tps，dmaic_tm事务管理器通过采取最终一致性的事务解决方案，解决强一致性的事务会造成长时间的表锁和部分情况下的死锁的问题。
8.根据权利要求7所述的工业物联网下分布式事务处理方法，其特征在于，所述最终一致性的事务解决方案指：
dmaic_tm事务管理器会产生全局的事务记录，该事物记录信息包括：一次请求中所涉及到所有的事务参与者dmaic_pm，每个dmaic_pm所需回滚的sql脚本，如果出现异常，sql脚本是回滚的依据；
dmaic_pm如果没有异常，数据库底层实行redo.log，进行本地的数据事务提交，不需要等待其他事务参与者，当调用到某个dmaic_pm出现异常的时候，dmaic_tm事务管理器会获取到本次全局事务的记录，执行记录的sql脚本，达到事务的最终一致性。
9.根据权利要求6所述的工业物联网下分布式事务处理方法，其特征在于，所述分布式事务参与者dmaic_pm是事务的参与者，进行具体事务的执行以及回滚sql脚本的产生并和dmaic_tm通讯，由dmaic_tm记录回滚sql脚本。
10.根据权利要求6所述的工业物联网下分布式事务处理方法，其特征在于，所述心跳机制dmaic_hb用于剔除不可用的dmaic_pm，以及连接到可用的dmaic_pm，实现ha集群系统的高可用；
所述心跳机制dmaic_hb指：dmaic_pm是一组集群，dmaic_hb会向dmaic_pm集群中的成员发送ping指令，以此来确定dmaic_pm可用的成员。
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