Microservices Patterns: Saga

Fri, 24 Feb 2023

SAGA คือ microservices architecture pattern ที่ทำหน้าที่จัดการกับ business transactions เพราะใน microservices เราจะใช้แนวคิดที่เป็น stateless ดังนั้นการจัดการ business transactions ก็จะเป็นปัญหาใน microservices ซึ่ง saga จะเป็นหนึ่งใน pattern ที่มาช่วยแก้ปัญหานี้

เนื่องจากใน microservices เราจะมี 1 database ต่อ 1 service(best practices) ดังนั้นใน 1 business transaction จำเป็นต้องอาศัยมากกว่า 1 services ในการทำงาน เช่นการสั่งซื้อสินค้า จำเป็นต้องเช็คสินค้าใน stock และต้องตัด stock เมื่อชำระเงินแล้ว ดังนั้นเราจึงไม่สามารถใช้ transaction ใน database ได้เพราะ database ของ order service กับ database ของ inventory service เป็นคนละตัวกันหรือในทางปฎิบัติจริงๆ อาจเป็น database คนละประเภทด้วยซ้ำ

SAGA ทำงานอย่างไร?

การทำงานของ saga ตือจะสร้าง sequence of local transactions(transaction ใน database แต่ละตัวจะทำงานต่อกัน) เมื่อ transaction แรกเสร็จก็จะ publish message ไปยัง service ที่สองเพื่อที่จะทำให้เกิด transaction ต่อไปแต่ถ้า transaction นั้นเกิด fail ขึ้นมา saga orchestrator จะทำการ execute compensating transaction เพื่อยกเลิกการทำงานที่เกิดขึ้นในแต่ละ service(ย้อนกลับไปที่จุดเริ่มต้นใหม่)

compensating transaction คือ transaction ที่ทำให้ข้อมูลย้อนกลับไปที่จุดเดิม เช่น เมื่อตัด stock สินค้าไปแล้ว ถ้า transaction ของการจ่ายเงิน fail ก็จะทำการเติมสินค้ากลับเข้าไปใน stock

จากรูปด้านบเป็นการทำ distributed transactions ด้วย saga โดยทำการ เชื่อมระหว่าง local transaction(transaction ใน database ของแต่ละ service) เข้าหากันซึ่งในรูปจะเป็น order service และ customer service โดยในกรณีนี้จะเป็นการตรวจสอบ credit limit ก่อนสั่งซื้อสินค้า เมื่อลูกค้าสั่งซื้อสินค้าก็จะเกิด transaction ใน database ของ order service และระหว่างนั้น order service ก็จะ publish message ไปยัง customer service เพื่อทำการตัด credit limit โดยใช้ local transaction ใน customer service และเมื่อเกิดการ fail ขึ้นมาในขั้นตอนการสั่งซื้อ order service ก็จะ publish message(domain event) ไปยัง customer service เพื่อทำการคืน credit ให้กับลูกค้า

Saga มี 2 patterns

การออกแบบ saga จะมีอยู่ 2 แนวทางด้วยกันคือ

Choreography คือรูปแบบของการสื่อสารแบบไม่มีตัวกลาง เมื่อเกิด transaction ขึ้นใน service ไหน service นั้นก็จะ publish domain event ไปบอกให้ service ที่เกี่ยวข้องทำการ execute compensating transaction เพื่อกลับไปที่จุดเริ่มต้นใหม่
Orchestration คือรูปแบบของการสื่อสารแบบมีตัวกลาง

domain event คือ object ที่ใช้ในการสื่อสาร โดยใน object นั้นจะประกอบด้วย object อื่นๆที่เกี่ยวข้องทั้งหมด เช่น ใน order ก็จะมี order item

Choreography-based SAGA

ขั้นตอนของการทำ Choreopgraphy-based saga มีดังนี้

เมื่อมี request เข้ามาที่ POST /orders order service จะทำการสร้าง order ใน database โดยมีสถานะเป็น pending
Order service จะทำการ publish message ไปบอก customer service ว่ามีการ order
ที่ customer service ก็จะเพิ่มข้อมูลลงไปในตาราง reserved order เพื่อปรับลด credit ลง
และหลังจากนั้น customer service ก็จะ publish message กลับไปที่ order service
Order service จะตัดสินใจว่าจะ approve order นี้หรือไม่

Choreography-based SAGA เหมาะสำหรับ microservices ที่ไม่ได้แตก service ออกมาเยอะมา เพราะถ้ายิ่งมี service ที่เกี่ยวข้องมากเท่าไหร่การแก้ไขก็จะทำได้ยากมากขึ้นเท่านั้น

Orchestration-based SAGA

ขั้นตอนของการทำ Orchestration-based saga มีดังนี้

เมื่อมี request เข้ามาที่ POST /orders order service จะทำการสร้าง Order saga orchestrator
Order saga orchestrator จะทำการสร้าง order ใน database โดยมีสถานะเป็น pending
Order service จะทำการ publish message ไปที่ message broker เพื่อบอก customer service ว่ามี order เกิดขึ้น
ที่ customer service ก็จะเพิ่มข้อมูลลงไปในตาราง reserved order เพื่อปรับลด credit ลง
และหลังจากนั้น customer service ก็จะ publish message กลับไปที่ order service
Order service จะตัดสินใจว่าจะ approve order นี้หรือไม่

Order saga orchestrator คือตัวกลางในการจัดการสร้าง compensating transaction

Orchestration-based SAGA เหมาะสำหรับ microservices ที่มี service หลายๆตัวมามีส่วนเกี่ยวของกับ transaction นี้

Microservices Patterns: Saga

SAGA ทำงานอย่างไร?

Saga มี 2 patterns

Choreography-based SAGA

Orchestration-based SAGA

อ่านต่อเพิ่มเติมได้ที่นี่