訂單不丟、庫(kù)存不亂！揭秘電商 Checkout 的分布式事務(wù)與 Saga 終極實(shí)戰(zhàn)
在現(xiàn)代電商系統(tǒng)中，“結(jié)算（Checkout）”是訂單能否順利形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅要確保庫(kù)存與支付的一致性，還要避免在高并發(fā)環(huán)境下出現(xiàn)超賣、重復(fù)支付、狀態(tài)不一致等問(wèn)題。 為了實(shí)現(xiàn)高可用、可擴(kuò)展、可恢復(fù)的結(jié)算流程，系統(tǒng)必須運(yùn)用 分布式事務(wù)、Saga 模式、事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)以及防重冪等策略等關(guān)鍵技術(shù)。
本文通過(guò)一套 實(shí)戰(zhàn)級(jí) Checkout 系統(tǒng)，深入解析其架構(gòu)設(shè)計(jì)、核心組件、關(guān)鍵流程與代碼示例。
架構(gòu)設(shè)計(jì)總覽
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Checkout 系統(tǒng)由如下服務(wù)構(gòu)成：
- Cart Service（購(gòu)物車服務(wù)）
- Order Service（訂單服務(wù)）
- Inventory Service（庫(kù)存服務(wù)）
- Payment Service（支付服務(wù)）
- Notification Service（通知服務(wù)）
- Saga Orchestrator（業(yè)務(wù)編排器）或事件驅(qū)動(dòng)協(xié)調(diào)器
整體架構(gòu)為典型的 微服務(wù) + 事件驅(qū)動(dòng)（Event-Driven）+ Saga 補(bǔ)償事務(wù)：
用戶 → Checkout API → Saga Orchestrator
→ Order Service
→ Inventory Service
→ Payment Service
→ Notification Service每一步都依賴事件協(xié)調(diào)，Saga 可在失敗時(shí)回滾（補(bǔ)償）。
為什么分布式事務(wù)無(wú)法使用傳統(tǒng)的 2PC？
傳統(tǒng) 2PC（XA）存在的問(wèn)題：
- 性能低
- 全局鎖導(dǎo)致資源阻塞
- 單點(diǎn)失敗風(fēng)險(xiǎn)大
- 不適合高并發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
因此電商結(jié)算普遍采用：
- Saga 模式（補(bǔ)償事務(wù)）
- 事件驅(qū)動(dòng)最終一致性（Eventual Consistency）
- Outbox Pattern（可靠事件投遞）
- 冪等機(jī)制（防止訂單重復(fù)操作）
Saga 模式的兩種實(shí)現(xiàn)方式
方式 A：編排式（Orchestration — 中央控制）
由一個(gè) Saga Orchestrator 來(lái)控制流程：
清晰、可觀察 適用于流程復(fù)雜的系統(tǒng) Orchestrator 本身需高可用
流程如下：
1. 創(chuàng)建訂單（Pending）
2. 扣減庫(kù)存
3. 預(yù)授權(quán)支付
4. 完成訂單（Completed）
5. 發(fā)送通知
失敗：依次回滾（補(bǔ)償操作）方式 B：舞蹈式（Choreography — 服務(wù)間互相訂閱事件）
沒(méi)有中央控制器，每個(gè)服務(wù)監(jiān)聽(tīng)前一步事件并執(zhí)行下一步。
更加松耦合 流程復(fù)雜時(shí)可讀性差
Checkout 核心 Saga 流程
以下為 Orchestrator 的偽代碼流程（原文代碼保留但采用中文注釋）：
async function checkoutSaga(orderRequest) {
const order = await orderService.createOrder(orderRequest);
try {
// 扣庫(kù)存
await inventoryService.reserve(order.id, order.items);
// 支付預(yù)授權(quán)
await paymentService.authorize(order.id, order.totalPrice);
// 更新訂單狀態(tài)為成功
await orderService.confirm(order.id);
// 發(fā)通知
await notificationService.sendOrderConfirmation(order.id);
} catch (err) {
// Saga 補(bǔ)償：支持部分步驟回滾
await orderService.cancel(order.id);
await inventoryService.release(order.id); // 釋放庫(kù)存
await paymentService.refund(order.id); // 支付回滾
throw err;
}
return order;
}關(guān)鍵服務(wù)代碼示例
Order Service：創(chuàng)建訂單、更新?tīng)顟B(tài)
@RestController
@RequestMapping("/orders")
public class OrderController {
@Autowired
private OrderService orderService;
// 創(chuàng)建訂單（Pending）
@PostMapping
public Order createOrder(@RequestBody OrderRequest request) {
return orderService.createOrder(request);
}
// 訂單確認(rèn)
@PostMapping("/{id}/confirm")
public void confirm(@PathVariable String id) {
orderService.updateStatus(id, "CONFIRMED");
}
// 訂單取消（Saga 補(bǔ)償）
@PostMapping("/{id}/cancel")
public void cancel(@PathVariable String id) {
orderService.updateStatus(id, "CANCELLED");
}
}Inventory Service：扣減與回滾庫(kù)存
@Service
public class InventoryService {
// 扣減庫(kù)存
public void reserve(String orderId, List<Item> items) {
// 庫(kù)存檢查 + 鎖定
}
// 回滾（釋放庫(kù)存）
public void release(String orderId) {
// 恢復(fù)庫(kù)存
}
}Payment Service：支付預(yù)授權(quán) + 回滾
@Service
public class PaymentService {
// 預(yù)授權(quán)支付
public void authorize(String orderId, BigDecimal amount) { }
// 支付回滾
public void refund(String orderId) { }
}Outbox Pattern：確保事件不丟失
為避免：
- 訂單狀態(tài)成功
- 事件沒(méi)發(fā)出去 → 庫(kù)存和支付無(wú)法同步
使用 Outbox 表寫(xiě)入 + 異步投遞：
orders
order_outbox示例：
INSERT INTO order_outbox(event_type, payload, status)
VALUES ('ORDER_CONFIRMED', '{...}', 'PENDING');后臺(tái)輪詢器安全投遞消息。
冪等性設(shè)計(jì)（關(guān)鍵！）
結(jié)算請(qǐng)求可能會(huì)：
- 用戶重復(fù)點(diǎn)擊
- 網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)重試
- MQ 重試
- 支付回調(diào)重復(fù)通知
必須保證：
不產(chǎn)生重復(fù)訂單 不重復(fù)扣庫(kù)存 不重復(fù)扣款
一般方案：
場(chǎng)景 | 冪等Key |
訂單創(chuàng)建 | userId + cartHash |
庫(kù)存扣減 | orderId |
支付回調(diào) | paymentId |
MQ 消費(fèi) | messageId |
示例：避免重復(fù)付款
INSERT INTO payment_log(id, order_id)
VALUES(:payId, :orderId)
ON CONFLICT (id) DO NOTHING;高可用策略
- 服務(wù)無(wú)狀態(tài) + 水平擴(kuò)容
- 讀寫(xiě)分離數(shù)據(jù)庫(kù)
- 多副本消息系統(tǒng)（Kafka/RabbitMQ）
- 分布式鎖確保庫(kù)存準(zhǔn)確
- 支付回調(diào)防重處理
整體 Checkout 流程
[User Checkout Request]
|
v
[Order Service: Create Pending Order]
|
v
[Saga Orchestrator]
|
----------------------------
| Reserve Inventory |
| Payment Authorization |
| Confirm Order |
| Send Notifications |
----------------------------
|
v
[Success or Compensation]結(jié)語(yǔ)：打造一個(gè)真正可靠的結(jié)算系統(tǒng)
一個(gè)成熟的電商結(jié)算系統(tǒng)必須：
- 使用 Saga 模式保證最終一致性
- 采用事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)高擴(kuò)展性
- 使用 Outbox Pattern 保證消息可靠投遞
- 所有關(guān)鍵鏈路實(shí)現(xiàn)冪等處理
- 通過(guò)補(bǔ)償機(jī)制處理失敗場(chǎng)景
- 提供完善的監(jiān)控、日志與追蹤能力
這樣才能確保在大促、秒殺、并發(fā)峰值下依然穩(wěn)定運(yùn)行。
