基于TCC的分布式事务处理系统的设计与实现
这是一篇关于事务,分布式事务,TCC,数据一致性的论文, 主要内容为大型电商平台具有数据量大、并发量高和业务复杂的特点,因此,一般都会对数据库进行分库分表以加快数据访问速度,同时也会对应用进行微服务化以适应快速的需求迭代。但是数据库分库分表和应用微服务化导致数据资源和服务资源处于不同的节点,引入了分布式事务问题。这样本地事务将不再能保证系统数据的一致性,电商平台需要对分布式事务进行处理以保证数据的一致性。基于上面的需求,本文设计和实现了一个分布式事务处理系统来保证大型电商平台数据的最终一致性。该系统的实现依赖Spring框架,基于Spring的AOP功能生成事务拦截器,通过事务拦截器进行全局事务的协调和处理,同时会利用Spring的IOC功能管理系统组件之间的依赖。在事务处理过程中,系统会利用JAVA的反射机制执行事务参与者的Confirm/Cancel操作,同时会利用Mybatis框架来简化事务持久化操作。在事务恢复过程中,系统利用Quartz框架来对中断的事务进行定时恢复。该系统基于TCC(Try-Confirm-Cancel)事务模型进行分布式事务处理,通过分解业务逻辑来处理分布式事务,将全局事务划分为多个相互独立的本地事务,各个节点中本地事务的提交不会相互影响,避免了数据资源长期被锁定,提高了系统事务处理的性能。该系统最终被实现为一个通用框架,当业务方需要进行分布式事务处理时,只需要引入该框架的Jar包,按照规范定义相关接口并进行相应的配置,框架就会自动进行基于TCC事务模型的事务处理,业务方不需要了解任何事务处理细节,减少了该系统对业务代码的侵入,同时也降低了用户的使用复杂度。本文对该系统进行了数据一致性测试和事务吞吐率测试,验证了该系统能够保证数据的最终一致性,同时根据实验数据得出该系统在测试环境下的事务吞吐率为4.996×103tps/s,表明该系统具有较高的事务吞吐率,适用于高并发的应用场景。
分布式版本拉制中间件的研究与实现
这是一篇关于版本控制,分布式事务,并发控制,串行化,语义的论文, 主要内容为分布式协同设计是计算机支持大型工程设计的有效方法。由于飞机协同设计等大型项目的设计过程是多次反复迭代的过程,因此对分布式协同设计而言,可靠、有效的版本控制显得尤为重要。版本不仅记录了设计过程的演变,也可为设计的可追溯性提供技术支撑。因此,对分布式版本控制的研究具有重要的理论意义和应用价值。本文分析了分布式版本控制所涉及到的关键问题,重点研究了分布式版本控制中事务的并发控制技术与一致性策略。论文主要研究工作如下:1)针对现有并发控制算法适应性较差的问题,提出了自适应并发控制算法。该算法将并发控制过程分为两个阶段:执行授权和策略选择。执行授权阶段根据事务的有效性决定冲突事务执行的顺序;策略选择阶段根据事务的读写状态以及当前冲突率动态地选择乐观/悲观冲突消解策略。设计的策略选择机制使得无论数据库是处于空闲还是繁忙状态,ACC算法都具有较高的执行效率。通过对比实验验证了本文提出的ACC算法的性能要优于经典的两阶段加锁并发控制算法和HCC算法;2)针对传统的版本控制模型存在通用性较差、不能分布式部署的问题,提出了基于语义的版本控制模型。该模型中的模式、版本和关系动态地描述了设计对象的变化过程。同时还介绍了基于语义的版本控制模型下的一致性约束条件和版本控制方法。对比实验证明基于语义的版本控制模型在时空开销上优于其他版本控制模型;3)本文采用Jsp技术在Eclipse平台下设计并初步实现了分布式版本控制中间件,最后通过飞行器协同设计软件对分布式版本控制中间件进行了试用,测试实验与分析表明本文所设计的模型和算法是有效的、可行的。
构建富客户端债券交易系统
这是一篇关于J2EE,Spring,富客户端,Flex,Flex数据服务,债券交易系统,分布式事务的论文, 主要内容为近年来，“Rich Client”的概念逐渐兴起。RIA将桌面软件的响应速度和丰富功能与Web应用程序的广度结合在一起，以提供效果更好的用户体验。AdobeFlex是目前相对成熟的一种rich client技术，作为企业级应用客户端，在业界有着良好的应用。与此同时，在J2EE领域，Spring作为一种轻量级的开发框架，发展迅猛。相对于传统的EJB架构而言，Spring具有易使用、易部署的特点，并且大有取代EJB之势。不久之前，Adobe推出了Flex 2.0，其最重要部分就是Flex数据服务。Flex数据服务类似于J2EE中的Web组件或者EJB组件，可以部署在J2EE应用服务器中，提供对外的RPC服务，消息服务以及数据管理服务，具有较为强大的功能。债券交易系统，就是基于Flex数据服务而构建的。 本文以债券交易系统为代表，探讨了在构建富客户端金融交易系统过程中可能面临的若干问题，包括技术选择、设计方法、系统性能、潜在问题等方面。对富客户端应用程序的构建方面，具有一定的借鉴意义。文章先简要描述了研究背景，包括富客户端技术与Spring轻量级开发框架，然后重点介绍了Flex富客户端技术，具体介绍Flex数据服务的三部分内容：RPC服务、消息服务、数据管理服务，以及客户端MVC框架——Cairngorm。关于债券交易系统，分别从系统需求、总体设计、服务器实现、客户端实现四个方面进行介绍，并列举了一些模块实现以及相关的技术。针对系统进行运用Flex压力测试框架进行了测试，列举并分析了部分测试结果，找到系统性能瓶颈所在。最后，对系统进行了实时性与可靠性相关的分析，发现系统潜在的问题，提出一种结合成熟JMS产品的分布式事务管理的解决方法，并给出了具体的实现。
微服务架构关键技术研究与通用框架实现
这是一篇关于微服务,负载均衡,分布式事务,开发框架的论文, 主要内容为随着互联网的快速发展,单体架构已适应不了越来越复杂的业务系统需求。早期的应用一般采用单体架构的进行开发交付,但是随着系统业务的不断增加,整个应用变得十分臃肿,系统的功能扩展和运维所需的成本日益剧增。因此,急需一种低耦合、易扩展、高可用和易伸缩的架构来解决单体架构带来的问题。近年来,微服务设计理念在国内外的IT行业得到广泛的关注。它主张将复杂的单体应用以明确的业务边界拆分为多个小型的服务,每个服务可以独立部署运行,服务之间通过某种轻量级通信协议进行交互。微服务构建的是一个分布式系统,微服务架构的落地固然面对着分布式固有的复杂性,其中包括负载均衡技术和分布式事务处理技术等,负载均衡和分布式事务处理技术作为微服务架构体系中重要的组成部分。本文基于微服务设计理念,对微服务架构基础设施的关键技术负载均衡技术和分布式事务处理技术进行介绍,然后对这两个关键技术存在的问题进行分析,针对这些问题提出了改进方案,最后提出了一个通用框架的实现方案用于解决微服务架构面临的技术挑战,降低了企业的开发成本和维护成本。本文的工作内容主要如下:(1)针对微服务架构中的负载均衡策略加权最小连接数算法存在的局限性,权值由管理者主观设定缺乏理论依据,连接数也不能精确描述服务器当前的负载程度,基于上述问题提出了一种基于处理能力的动态权重负载均衡策略,并通过与加权轮训算法和加权最小连接数算法进行了对比实验,实验结果表明提出的负载均衡策略在较多访问任务数时比其它两种算法具有更好的效果。(2)对微服务架构下的分布式事务处理技术进行了改进。针对目前分布式事务传统两阶段提交方法存在可靠性低和易阻塞等缺点,三阶段提交协议存在事务处理时间过长的问题,在传统的两阶段提交的基础上提出了一个基于消息中间件的非阻塞的两段提交解决方案,最后分别与两阶段提交协议和三阶段提交协议进行对比分析,结果显示该协议性能上优于三阶段提交协议,解决了两阶段提交协议易阻塞的缺点,同时相对于其它两种协议具有较高的可靠性。(3)从一个应用框架的可靠性、稳定性和易用性等方面出发,提出一个微服务通用框架实现方案,用于企业的微服务基础设施建立中,让开发人员只需关注系统的业务的开发而无需过多关注引进微服务架构带来的问题,提高了微服务架构系统的开发效率和降低了应用维护成本。
基于微服务的电商限时抢购系统的设计与实现
这是一篇关于限时抢购,幂等性,分布式锁,分布式事务,限流的论文, 主要内容为经济全球化和电子商务的快速发展,使资源受限中小型电商企业承受更多的市场不确定性,中小型电商需要快速、低成本部署其商业模式。论文侧重研究通过微服务架构低成本、快速部署电商平台,并保证系统的水平扩展性、事务吞吐率、弹性、数据一致性。通过分布式缓存技术提高事务吞吐率和I/O效率,通过限流策略平抑峰值流量实现系统弹性,通过微服务架构的数据一致性问题解决方案保证数据一致性。论文对中小型电商如何应对高并发带来的一系列问题有一定的理论与实践意义,具体工作包括:(1)基于微服务限时抢购需求分析与概要设计:围绕限时抢购流程瞬时高并发的业务特点,通过设计系统交互结构阐明交互流程;通过抽象限时抢购系统业务架构,描述系统功能的组合复用;通过业务功能的横向划分构建微服务,简化为限时抢购系统的微服务架构设计,实现系统的水平扩展;抽象系统非功能结构,阐明系统需要满足的非功能约束。(2)分布式缓存的扩展和限流策略的峰值平抑技术:关系型数据库成为限时抢购系统I/O瓶颈,引入分布式缓存提高事务吞吐率和I/O效率,Redis Cluster方案具有低成本、易部署的优点,适合本系统使用。设计实现基于滑动窗口算法的分布式限流方案,解决计数法方案存在的限流失败问题;结合基于令牌桶算法的局部限流方案平抑峰值流量,实现系统弹性。(3)微服务架构的数据一致性问题解决方案:系统峰值流量带来接口幂等性问题、超卖问题、分布式事务问题。重复调用写接口易导致数据不一致,调用接口前向缓存中存入全局唯一Token,调用接口时通过Token是否存在过滤重复请求,通过Lua脚本保证Token机制的原子性。引入分布式锁避免商品超卖,Redis分布式锁存在死锁、误删锁、锁续期问题,通过设置锁的过期时间避免死锁;通过为锁设置全局唯一值,结合Lua脚本避免误删锁;通过守护线程对锁进行续期。微服务间需要通过远程网络协作完成事务,研究并实现二阶段提交方案、TCC方案、消息队列方案的分布式事务,通过事务记录表解决TCC方案的空回滚问题、幂等问题、悬挂问题,通过记录本地事务状态解决消息队列方案的本地事务回查问题,根据测试结果对三种方案进行择优。(4)基于微服务限时抢购系统详细设计与实现:单体架构的系统缺乏代码隔离和水平扩展能力,使用开源组件实现多个独立的微服务,适应电商业务的发展。系统侧重商品模块、抢购模块、订单模块的实现,对上述模块进行功能测试和非功能性需求测试,测试结果表明系统能满足实际应用场景的需求。
大宗商品仓储管理系统的设计与开发
这是一篇关于微服务架构,大宗商品仓储管理,Spring Cloud,分布式事务的论文, 主要内容为当下信息技术快速发展,融入各个领域,通过信息管理系统能够加速实现企业信息化,推动企业智能化发展。大宗商品是可被交易的基础性原材料的商品,交易过程会涉及到采购、仓库、运输、销售等多方面,其中仓储是承上启下的关键一环。仓储管理信息化是实现大宗商品企业信息化的关键。但是当前针对大宗商品领域的仓储管理系统还停留在信息化的初始阶段,系统功能简单、高并发下性能不足、安全性较低。传统ERP仓储信息管理系统在进行系统设计时通常采用单体架构,系统功能简单[1],这种架构的开发设计相对简单、开发周期较短,非常适合业务简单的中小企业。但是随着企业业务的不断发展,业务逻辑变得更加复杂、用户访问量变得更加庞大,单体架构下的系统会无法支撑。另外,在单体应用中,每个模块都作为同一个整体进行开发,所有功能耦合[2]。为解决以上问题,本文以一家主营大宗商品的跨国公司的实际需求为设计蓝本,设计实现面向大宗商品的仓储管理系统。本文的主要研究内容如下:(1)根据大宗商品交易的复杂业务需求,本文提出基于微服务架构的大宗商品仓储信息处理系统设计,基于微服务划分原则对系统整体的业务模块进行服务划分。基于Spring Cloud框架进行系统设计,引入Sentinel服务熔断限流实现系统的服务限流和降级、服务无状态化设计实现系统的高可用、事务管理技术实现事务一致性。(2)系统高安全性设计,通过功能权限设计与数据权限设计保障系统安全性。基于Spring Security实现OAuth2.0协议,与系统服务网关Gateway结合实现系统功能权限控制,根据系统实际业务场景细化数据权限。(3)基于My SQL为主进行数据库设计,Redis为辅。在My SQL中将读写请求分不同服务器处理,大大提升数据处理的效率。使用Redis作为缓存提高海量数据的读取能力,实现热点数据快速访问。(4)基于Vue.js、Element UI和Avue.js实现前端页面展示,通过前期对A公司进行需求分析与用户使用习惯调研,对页面进行定制化设计与实现。本文所设计的大宗商品仓储管理系统能够为企业提供人员管理、仓库的数据管理、交易过程、货品处理过程。本文实现了基于微服务架构的面向大宗商品的仓储管理系统,在Spring Cloud框架的基础上,结合服务熔断限流、服务无状态化设计、事务管理服务等技术搭建了一个高并发,高可用、高安全性、高伸缩性以及事务一致性的分布式系统[3],并在实际应用中取得了优越表现。
基于微服务架构的SaaS服务应用的研究与实践
这是一篇关于微服务架构,SaaS应用,领域驱动设计,分布式事务的论文, 主要内容为SaaS(Software as a Service)应用作为一种新型的软件服务模式,在日常生产生活中越来越重要。在SaaS应用的落地过程中传统的的单体架构不能满足SaaS应用的需求,于是微服务架构应运而生,补齐了单体架构的短板,大大的促进了SaaS应用的发展,但是由于它产生时间不久,微服务架构还存在一些问题。首先构建一个微服务系统之时,单个服务的粒度往往难以把握,一个划分不成熟的微服务系统随着业务的迭代将会难以维护;其次由于微服务架构是由众多的服务实例整体协调对外提供服务,服务实例的管理和服务间调用方式就显得十分重要。最后由于微服务系统本身去中心化的数据存储模式,系统会不可避免的产生分布式事务,而传统的强一致性分布式事务解决方案会造成服务间的强耦合,这和微服务本身的松耦合理念相悖。本文深入探究了SaaS服务模式下微服务架构的开发模式。首先研究了微服务应用的边界划分问题,根据微服务架构的特性制定单个微服务的划分原则,给出了基于领域驱动设计的服务边界划分方案。其次研究了针对SaaS应用在使用微服务架构时服务节点数量巨大时服务的调度管理,指出了已存在的基于服务端负载均衡的元数据统一管理方案混乱而低效的调度方案设计,提出了一种基于客户端负载均衡的服务统一管理调度方案,并设计了基于客户端的负载均衡方案。最后针对微服务开发过程中的数据一致性进行研究,提出了微服务架构下两种事务模型,采用基于BASE(Basically Available,Soft State,Eventually Consistent)理论的业务补偿事务给出了解决方案。上述的研究在基于微服务架构所构建的电子签章SaaS平台在现实项目中得以实践,并进行了全面的测试,全面展示了如何开发实现和部署微服务架构的SaaS应用。本文通过微服务管理框架的研究,为基于微服务架构开发SaaS应用提供了有效的借鉴。
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