面试题：Spring Cloud微服务架构跨服务事务一致性的深度探讨

Question

在Spring Cloud微服务架构中，当涉及多个微服务间的数据交互并需要保证事务一致性时，会面临诸多挑战。请详细描述基于Saga模式和TCC（Try - Confirm - Cancel）模式实现跨服务事务一致性的原理、优缺点，以及在实际项目中如何根据业务场景选择合适的模式。

Answer 1

Saga模式

原理

1. 定义：Saga模式将一个长事务分解为多个本地短事务，每个本地事务都是一个可补偿的操作。这些本地事务按顺序执行，如果其中任何一个事务失败，Saga会执行已执行事务的补偿操作，以撤销之前的影响，保证数据一致性。
2. 执行流程：例如有一个涉及订单服务、库存服务和支付服务的业务流程。当创建订单时，订单服务首先创建订单记录，接着库存服务扣减库存，最后支付服务进行支付。如果库存扣减失败，订单服务会执行撤销订单的补偿操作。Saga可以通过事件驱动或编排式来协调这些本地事务。事件驱动方式下，每个本地事务完成后发布事件，后续事务监听事件触发执行；编排式则通过一个Saga协调器来按顺序调用各个本地事务。

优点

1. 易实现：不需要特殊的中间件支持，只需每个服务实现本地事务和补偿逻辑，开发难度相对较低。
2. 灵活性高：适用于各种复杂业务场景，可根据业务需求灵活定义本地事务和补偿逻辑。
3. 可扩展性强：每个本地事务独立，便于微服务架构的扩展。

缺点

1. 一致性弱：补偿操作执行时，可能数据已不一致一段时间，属于最终一致性。
2. 协调复杂：特别是在事件驱动方式下，事件的顺序、重试等处理较为复杂，可能导致数据不一致问题。
3. 日志维护成本：需要记录所有本地事务和补偿操作日志，以便故障恢复，增加了维护成本。

TCC模式

原理

1. 定义：TCC模式将事务分为三个阶段：Try阶段、Confirm阶段和Cancel阶段。Try阶段主要是对业务资源进行检测和预留；Confirm阶段在Try成功后，正式提交业务操作；Cancel阶段在Try失败时，取消之前预留的业务资源。
2. 执行流程：以订单支付为例，Try阶段订单服务检查订单状态并冻结相关金额，库存服务检查库存并冻结库存；Confirm阶段如果Try阶段所有操作成功，订单服务更新订单为已支付，库存服务扣减库存；若Try阶段有任何操作失败，Cancel阶段订单服务解冻金额，库存服务解冻库存。

优点

1. 强一致性：在整个事务执行过程中，资源处于预留状态，保证了数据一致性。
2. 故障恢复性好：由于有明确的Cancel阶段，在出现故障时能较好地回滚已执行操作。

缺点

1. 开发成本高：每个服务都需要实现Try、Confirm和Cancel三个操作，对业务侵入性大。
2. 性能损耗：资源在Try阶段被预留，直到Confirm或Cancel阶段才释放，可能导致资源长时间占用，影响系统性能。
3. 复杂性高：需要协调多个服务的Try、Confirm和Cancel操作，出现网络故障等情况时，协调处理复杂。

模式选择

1. 业务实时性要求：如果业务对实时一致性要求极高，如金融交易场景，TCC模式更合适，能保证数据强一致性；若业务允许一定时间内的最终一致性，如电商下单后库存和订单状态更新，Saga模式即可满足。
2. 业务复杂性：对于复杂业务流程，Saga模式灵活性更高，能更好适应；而简单且对一致性要求严格的业务，TCC模式虽然开发成本高，但能有效保证一致性。
3. 性能考量：若系统资源紧张，对性能要求高，Saga模式不会长时间占用资源，更具优势；若资源充足，TCC模式的一致性优势更突出。
4. 开发团队技术能力：若开发团队对复杂协调逻辑处理经验丰富，可选择Saga模式；若团队对业务代码改造接受度高，TCC模式也可考虑。