一周技术学习笔记(第62期)-CQRS是”有点不同“的读写分离

对数据的操作一共就四种。

图自https://time.geekbang.org/dailylesson/detail/100056986

我们把这四种操作，又划分为两类，读和写。

为了提升对数据库的性能，我们又做了读写分离。

上面这个图是我们最为熟悉的读写分离场景了，另外我们也熟悉了这样的方法有两个不好地方。

1、写库有单点故障问题。

2、数据库同步有延迟。

TIP：读写分离，更主要是为了减少读操作的压力。

有了数据库层面的”归纳“：CRUD->读、写，那么在应用层面我们可以做点啥呢。

可以继续”归纳“：CRUD->读、写->查询、命令。

这里将查询和命令分开，也就是我们要说的CQRS（Command Query Responsibility Segregation）模型，命令与查询职责分离。

图自https://time.geekbang.org/dailylesson/detail/100056986

这样，我们在应用层面就可以抽象成如下模样。

图自https://time.geekbang.org/dailylesson/detail/100056986

到这里，估计你看出来了，没错，CQRS是”有点不同“的读写分离。

下面，我们主要说下”有点不同“。

当我们说传统的读写分离的时候，锚点侧重在数据库层面，当我们说CQRS的时候，锚点侧重在应用层面。

在应用层面，我们一直需要考虑的一个问题是如何正确的划分操作的边界和职责，这里说的操作也可指服务操作，你可以联想微服务中的环境。

将操作的职责划分清楚，有一个基本的设计原则，单一职责，你也可以理解CQRS的核心设计基础来自单一职责。

将操作的职责划分清楚，还有一个可以借鉴的设计原则，比单一职责粒度稍微粗一些，就是我们常说的分离关注点，你也可以理解CQRS是分离关注点设计原则的应用场景之一。

CQRS 把数据的变更和查询拆开了，各有各的数据模型。

TIP：写存储可以用MySQL这样的关系型数据库，而查询存储则可以使用Elasticsearch作为存储。命令-查询职责分离（CQRS）模式是一种应用于这种场景的通用模型，它显式地将系统中的读（查询）和写（命令）进行分离。

静态上，拆分了这两块的代码，使各自可以采用不同的技术栈，做针对性的调优。命令模型负责数据的变更，并把最新数据同步给查询模型（有时候类似数据异构）。

动态上，切分了流量，能够更灵活的做资源分配，处理数据逻辑的时候，查询模型根据自己的想法来安排数据，想怎么用就怎么用。

好处是可以让查询更加自由，放飞自我，更快的满足多变的业务需求。坏处是增加了架构的复杂度，有时候可能需要维护很多个查询模型，另外还有数据同步带来的问题。

我们上面提到了数据异构。

那么体现数据异构的地方在哪里呢，可以看一看下面这幅图。

在这里，事件处理器消费这些事件，以便构建合适的查询模型。具体的实现方式当然可以使用RabbitMQ或者Kafka这样的中间件。

比如，在线投资交易平台系统中，有customer服务、order服务、fee服务，现在要汇总所有账户的订单手续费，并且要按照不同的属性，订单类型、资产类别、支付方式，来进行分类汇总。仅仅在单个服务层面是不可能完成这个功能的，因为不管是customer服务、order服务还是fee服务，它们都不拥有全量的数据来支持按照那些属性过滤，每个服务只有一部分数据。

这个时候采用CQRS的设计方法，我们就可以构建出一个CustomerOrder的查询服来组装上面那个查询诉求。

查询服务通过其他服务发出的事件消息来组建复合型的数据视图。

既然谈到了事件，也许此时此刻你可能联想到了DDD中的事件溯源模式，因为它们确实有点哪儿相似或者哪儿有点关联。

事件溯源机制有两个核心的问题：

1、如何生成领域事件？

2、生成领域事件后，如何获取领域对象的状态信息？

上面关于事件的两张图里面已经可以”窥一斑“了。多少是回答了这两个问题的，有事件发射器和接收器，也有状态对象的获取。实际上CQRS模式可以和事件溯源模式天然的进行整合。

图自网络

最后，引用《微服务实战》这本书的一段话，结尾。

想要全面理解CQRS是比较困难的，它需要大家采用一种不同于之前处理常规的CRUD API时的思维方式。但是，在微服务应用中，CQRS确实很有用的。如果应用得当，CQRS有助于确保查询功能的性能和可用性，即便数据和功能是隶属于不同服务的不同数据存储上的。

另外下面是关于微服务相关的一些知识点，来自《微服务实战》这本书。

（1）在跨服务的交互中实现ACID特性是很困难的，微服务需要采用不同的方式来实现一致性。

（2）类似两阶段提交这样的协调方案会引入加锁操作，扩展性不好。

（3）基于事件的架构可以解除各个独立组件之间的耦合，并为微服务应用的业务逻辑和查询的可扩展性打下基础。

（4）倾向于高可用，而非一致性，这会使得架构的可扩展性更强。

（5）Saga是由一组消息驱动的、独立的本地事务组成的全局操作。它们通过补偿操作来回滚错误的状态，以实现一致性。

（6）在构建反映现实世界环境的微服务时，预见失败场景并做好准备是非常重要的一部分内容，操作的隔离性反而没那么至关重要。

（7）我们通常通过组合多个API的结果来实现跨多个微服务的查询功能。

（8）高效的复合型查询应该采用CQRS模式来实现一套独立的读数据模型，特别是在那些查询模式需要采用另一种数据存储系统时。

提问1，如果的业务是涉及金融交易的部分，需要保证主从数据库的强一致性，但是MySQL复制又不能保证强一致性，这样的情况下该怎么办呢。

业务层上只有2\3PC提交协议，数据层上只有Paxos算法。

学习参考资料（文中配图来自此处）：

https://time.geekbang.org/column/article/7045

https://time.geekbang.org/dailylesson/detail/100056986

《微服务实战》

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这里记录，我每周碰到的，或想到的，引起触动，或感动的，事物的思考及笔记。不见得都对，但开始思考记录总是好的。