轻松应对并发，Newbe.Claptrap 框架入门，第四步 —— 利用 Minion，商品下单

接上一篇 Newbe.Claptrap 框架入门，第三步 —— 定义 Claptrap，管理商品库存 ，我们继续要了解一下如何使用 Newbe.Claptrap 框架开发业务。通过本篇阅读，您便可以开始学会在 Claptrap 框架中使用 Minion 进行异步的业务处理。

Newbe.Claptrap 是一个用于轻松应对并发问题的分布式开发框架。如果您是首次阅读本系列文章。建议可以先从本文末尾的入门文章开始了解。

开篇摘要

本篇，我通过实现 “商品下单” 的需求来了解一下如何在已有的项目样例中使用 Minion 来完成异步的业务处理。

首先，先了解一下本篇需要涉及的业务用例：

1. 用户可以进行下单操作，下单时将使用当前购物车中的所有 SKU 形成一个订单。
2. 下单后将会扣除相关 SKU 的库存。如果某一 SKU 库存不足，则下单失败。
3. 下单操作仅到扣减库存成功为止，后续步骤不需要本样例讨论范围。因此，本样例在成功下单之后会在数据库中生成一条订单记录，表示订单创建结束。

本篇虽然重点在于 Minion 的使用，不过由于需要使用到一个新的 OrderGrain 对象，因此还是需要使用到前一篇 “定义 Claptrap” 的相关知识。

Minion 是一种特殊的 Claptrap，它与其 MasterClaptrap 之间的关系如下图所示：

其主体开发流程和 Claptrap 类似，只是有所删减。对比如下：

步骤	Claptrap	Minion
定义 ClaptrapTypeCode	✔	✔
定义 State	✔	✔
定义 Grain 接口	✔	✔
实现 Grain	✔	✔
注册 Grain	✔	✔
定义 EventCode	✔
定义 Event	✔
实现 EventHandler	✔	✔
注册 EventHandler	✔	✔
实现 IInitialStateDataFactory	✔	✔

这个删减的原因是由于 Minion 是 Claptrap 的事件消费者，所以事件相关的定义不需要处理。但是其他的部分仍然是必须的。

本篇开始，我们将不再罗列相关代码所在的具体文件位置，希望读者能够自行在项目中进行查找，以便熟练的掌握。

实现 OrderGrain

基于前一篇 “定义 Claptrap” 相关的知识，我们此处实现一个 OrderGrain 用来表示订单下单操作。为节约篇幅，我们只罗列其中关键的部分。

OrderState

订单状态的定义如下：

using System.Collections.Generic;
using Newbe.Claptrap;

namespace HelloClaptrap.Models.Order
{
    public class OrderState : IStateData
    {
        public bool OrderCreated { get; set; }
        public string UserId { get; set; }
        public Dictionary<string, int> Skus { get; set; }
    }
}

 

1. OrderCreated 表示订单是否已经创建，避免重复创建订单
2. UserId 下单用户 Id
3. Skus 订单包含的 SkuId 和订单量

OrderCreatedEvent

订单创建事件的定义如下：

using System.Collections.Generic;
using Newbe.Claptrap;

namespace HelloClaptrap.Models.Order.Events
{
    public class OrderCreatedEvent : IEventData
    {
        public string UserId { get; set; }
        public Dictionary<string, int> Skus { get; set; }
    }
}

OrderGrain

using System.Threading.Tasks;
using HelloClaptrap.Actors.Order.Events;
using HelloClaptrap.IActor;
using HelloClaptrap.Models;
using HelloClaptrap.Models.Order;
using HelloClaptrap.Models.Order.Events;
using Newbe.Claptrap;
using Newbe.Claptrap.Orleans;
using Orleans;

namespace HelloClaptrap.Actors.Order
{
    [ClaptrapEventHandler(typeof(OrderCreatedEventHandler), ClaptrapCodes.OrderCreated)]
    public class OrderGrain : ClaptrapBoxGrain<OrderState>, IOrderGrain
    {
        private readonly IGrainFactory _grainFactory;

        public OrderGrain(IClaptrapGrainCommonService claptrapGrainCommonService,
            IGrainFactory grainFactory)
            : base(claptrapGrainCommonService)
        {
            _grainFactory = grainFactory;
        }

        public async Task CreateOrderAsync(CreateOrderInput input)
        {
            var orderId = Claptrap.State.Identity.Id;
            // throw exception if order already created
            if (StateData.OrderCreated)
            {
                throw new BizException($"order with order id already created : {orderId}");
            }

            // get items from cart
            var cartGrain = _grainFactory.GetGrain<ICartGrain>(input.CartId);
            var items = await cartGrain.GetItemsAsync();

            // update inventory for each sku
            foreach (var (skuId, count) in items)
            {
                var skuGrain = _grainFactory.GetGrain<ISkuGrain>(skuId);
                await skuGrain.UpdateInventoryAsync(-count);
            }

            // remove all items from cart
            await cartGrain.RemoveAllItemsAsync();

            // create a order
            var evt = this.CreateEvent(new OrderCreatedEvent
            {
                UserId = input.UserId,
                Skus = items
            });
            await Claptrap.HandleEventAsync(evt);
        }
    }
}

1. OrderGrain 实现订单的创建核心逻辑，其中的 CreateOrderAsync 方法完成购物车数据获取，库存扣减相关的动作。
2. OrderCreatedEvent 执行成功后将会更新 State 中相关的字段，此处就不在列出了。

通过 Minion 向数据库保存订单数据

从系列开头到此，我们从未提及数据库相关的操作。因为当您在使用 Claptrap 框架时，绝大多数的操作都已经被 “事件的写入” 和 “状态的更新” 代替了，故而完全不需要亲自编写数据库操作。

不过，由于 Claptrap 通常是对应单体对象（一个订单，一个 SKU，一个购物车）而设计的，因而无法获取全体（所有订单，所有 SKU，所有购物车）的数据情况。此时，就需要将状态数据持久化到另外的持久化结构中（数据库，文件，缓存等）以便完成全体情况的查询或其他操作。

在 Claptrap 框架中引入了 Minion 的概念来解决上述的需求。

接下来，我们就在样例中引入一个 OrderDbGrain （一个 Minion）来异步完成 OrderGrain 的订单入库操作。

定义 ClaptrapTypeCode

  namespace HelloClaptrap.Models
  {
      public static class ClaptrapCodes
      {
          #region Cart

          public const string CartGrain = "cart_claptrap_newbe";
          private const string CartEventSuffix = "_e_" + CartGrain;
          public const string AddItemToCart = "addItem" + CartEventSuffix;
          public const string RemoveItemFromCart = "removeItem" + CartEventSuffix;
          public const string RemoveAllItemsFromCart = "remoeAllItems" + CartEventSuffix;

          #endregion

          #region Sku

          public const string SkuGrain = "sku_claptrap_newbe";
          private const string SkuEventSuffix = "_e_" + SkuGrain;
          public const string SkuInventoryUpdate = "inventoryUpdate" + SkuEventSuffix;

          #endregion

          #region Order

          public const string OrderGrain = "order_claptrap_newbe";
          private const string OrderEventSuffix = "_e_" + OrderGrain;
          public const string OrderCreated = "orderCreated" + OrderEventSuffix;

+         public const string OrderDbGrain = "db_order_claptrap_newbe";

          #endregion
      }
  }

Minion 是一种特殊的 Claptrap，换言之，它也是一种 Claptrap。而 ClaptrapTypeCode 对于 Claptrap 来说是必需的，因而需要增加此定义。

定义 State

由于本样例只需要向数据库写入一条订单记录就可以了，并不需要在 State 中任何数据，因此该步骤在本样例中其实并不需要。

定义 Grain 接口

+ using HelloClaptrap.Models;
+ using Newbe.Claptrap;
+ using Newbe.Claptrap.Orleans;
+
+ namespace HelloClaptrap.IActor
+ {
+     [ClaptrapMinion(ClaptrapCodes.OrderGrain)]
+     [ClaptrapState(typeof(NoneStateData), ClaptrapCodes.OrderDbGrain)]
+     public interface IOrderDbGrain : IClaptrapMinionGrain
+     {
+     }
+ }

1. ClaptrapMinion 用来标记该 Grain 是一个 Minion，其中的 Code 指向其对应的 MasterClaptrap。
2. ClaptrapState 用来标记 Claptrap 的 State 数据类型。前一步，我们阐明该 Minion 并不需要 StateData，因此使用 NoneStateData 这一框架内置类型来代替。
3. IClaptrapMinionGrain 是区别于 IClaptrapGrain 的 Minion 接口。如果一个 Grain 是 Minion ，则需要继承该接口。
4. ClaptrapCodes.OrderGrain 和 ClaptrapCodes.OrderDbGrain 是两个不同的字符串，希望读者不是星际宗师。

星际宗师：因为星际争霸比赛节奏快，信息量大，选手很容易忽视或误判部分信息，因此经常发生 “选手看不到发生在眼皮底下的关键事件” 的搞笑失误。玩家们由此调侃星际玩家都是瞎子（曾经真的有一场盲人和职业选手的对决），段位越高，瞎得越严重，职业星际选手清一色的盲人。

实现 Grain

+ using System.Collections.Generic;
+ using System.Threading.Tasks;
+ using HelloClaptrap.Actors.DbGrains.Order.Events;
+ using HelloClaptrap.IActor;
+ using HelloClaptrap.Models;
+ using Newbe.Claptrap;
+ using Newbe.Claptrap.Orleans;
+
+ namespace HelloClaptrap.Actors.DbGrains.Order
+ {
+     [ClaptrapEventHandler(typeof(OrderCreatedEventHandler), ClaptrapCodes.OrderCreated)]
+     public class OrderDbGrain : ClaptrapBoxGrain<NoneStateData>, IOrderDbGrain
+     {
+         public OrderDbGrain(IClaptrapGrainCommonService claptrapGrainCommonService)
+             : base(claptrapGrainCommonService)
+         {
+         }
+
+         public async Task MasterEventReceivedAsync(IEnumerable<IEvent> events)
+         {
+             foreach (var @event in events)
+             {
+                 await Claptrap.HandleEventAsync(@event);
+             }
+         }
+
+         public Task WakeAsync()
+         {
+             return Task.CompletedTask;
+         }
+     }
+ }

1. MasterEventReceivedAsync 是定义自 IClaptrapMinionGrain 的方法，表示实时接收来自 MasterClaptrap 的事件通知。此处暂不展开说明，按照上文模板实现即可。
2. WakeAsync 是定义自 IClaptrapMinionGrain 的方法，表示 MasterClaptrap 主动唤醒 Minion 的操作。此处暂不展开说明，按照上文模板实现即可。
3. 当读者查看源码时，会发现该类被单独定义在一个程序集当中。这只是一种分类办法，可以理解为将 Minion 和 MasterClaptrap 分别放置在两个不同的项目中进行分类。实际上放在一起也没有问题。

注册 Grain

此处，由于我们将 OrderDbGrain 定义在单独的程序集，因此，需要额外的注册这个程序集。如下所示：

  using System;
  using Autofac;
  using HelloClaptrap.Actors.Cart;
  using HelloClaptrap.Actors.DbGrains.Order;
  using HelloClaptrap.IActor;
  using HelloClaptrap.Repository;
  using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
  using Microsoft.Extensions.Hosting;
  using Microsoft.Extensions.Logging;
  using Newbe.Claptrap;
  using Newbe.Claptrap.Bootstrapper;
  using NLog.Web;
  using Orleans;

  namespace HelloClaptrap.BackendServer
  {
      public class Program
      {
          public static void Main(string[] args)
          {
              var logger = NLogBuilder.ConfigureNLog("nlog.config").GetCurrentClassLogger();
              try
              {
                  logger.Debug("init main");
                  CreateHostBuilder(args).Build().Run();
              }
              catch (Exception exception)
              {
                  //NLog: catch setup errors
                  logger.Error(exception, "Stopped program because of exception");
                  throw;
              }
              finally
              {
                  // Ensure to flush and stop internal timers/threads before application-exit (Avoid segmentation fault on Linux)
                  NLog.LogManager.Shutdown();
              }
          }

          public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>
              Host.CreateDefaultBuilder(args)
                  .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder => { webBuilder.UseStartup<Startup>(); })
                  .UseClaptrap(
                      builder =>
                      {
                          builder
                              .ScanClaptrapDesigns(new[]
                              {
                                  typeof(ICartGrain).Assembly,
                                  typeof(CartGrain).Assembly,
+                                 typeof(OrderDbGrain).Assembly
                              })
                              .ConfigureClaptrapDesign(x =>
                                  x.ClaptrapOptions.EventCenterOptions.EventCenterType = EventCenterType.OrleansClient);
                      },
                      builder => { builder.RegisterModule<RepositoryModule>(); })
                  .UseOrleansClaptrap()
                  .UseOrleans(builder => builder.UseDashboard(options => options.Port = 9000))
                  .ConfigureLogging(logging =>
                  {
                      logging.ClearProviders();
                      logging.SetMinimumLevel(LogLevel.Trace);
                  })
                  .UseNLog();
      }
  }

实现 EventHandler

+ using System.Threading.Tasks;
+ using HelloClaptrap.Models.Order.Events;
+ using HelloClaptrap.Repository;
+ using Newbe.Claptrap;
+ using Newtonsoft.Json;
+
+ namespace HelloClaptrap.Actors.DbGrains.Order.Events
+ {
+     public class OrderCreatedEventHandler
+         : NormalEventHandler<NoneStateData, OrderCreatedEvent>
+     {
+         private readonly IOrderRepository _orderRepository;
+
+         public OrderCreatedEventHandler(
+             IOrderRepository orderRepository)
+         {
+             _orderRepository = orderRepository;
+         }
+
+         public override async ValueTask HandleEvent(NoneStateData stateData,
+             OrderCreatedEvent eventData,
+             IEventContext eventContext)
+         {
+             var orderId = eventContext.State.Identity.Id;
+             await _orderRepository.SaveAsync(eventData.UserId, orderId, JsonConvert.SerializeObject(eventData.Skus));
+         }
+     }
+ }

1. IOrderRepository 是直接操作存储层的接口，用于订单的增删改查。此处调用该接口实现订单数据库的入库操作。

注册 EventHandler

实际上为了节约篇幅，我们已经在 “实现 Grain” 章节的代码中进行注册。

实现 IInitialStateDataFactory

由于 StateData 没有特殊定义，因此也不需要实现 IInitialStateDataFactory。

修改 Controller

样例中，我们增加了 OrderController 用来下单和查询订单。读者可以在源码进行查看。

读者可以使用一下步骤进行实际的效果测试：

1. POST /api/cart/123 {“skuId”:”yueluo-666”,”count”:30} 向 123 号购物车加入 30 单位的 yueluo-666 号浓缩精华。
2. POST /api/order {“userId”:”999”,”cartId”:”123”} 以 999 userId 的身份，从 123 号购物车进行下单。
3. GET /api/order 下单成功后可以，通过该 API 查看到下单完成的订单。
4. GET /api/sku/yueluo-666 可以通过 SKU API 查看下单后的库存余量。

小结

至此，我们就完成了 “商品下单” 这个需求的基础内容。通过该样例可以初步了解多个 Claptrap 可以如何合作，以及如何使用 Minion 完成异步任务。

不过，还有一些问题，我们将在后续展开讨论。

您可以从以下地址来获取本文章对应的源代码：

• Github
• Gitee

最后但是最重要！

最近作者正在构建以反应式、Actor模式和事件溯源为理论基础的一套服务端开发框架。希望为开发者提供能够便于开发出 “分布式”、“可水平扩展”、“可测试性高” 的应用系统 ——Newbe.Claptrap

本篇文章是该框架的一篇技术选文，属于技术构成的一部分。如果读者对该内容感兴趣，欢迎转发、评论、收藏文章以及项目。您的支持是促进项目成功的关键。

联系方式：

• Github Issue
• Gitee Issue
• 公开邮箱 newbe-claptrap@googlegroups.com （发送到该邮箱的内容将被公开）
• Gitter
• QQ 群 610394020

您还可以查阅本系列的其他选文：

理论入门篇

1. Newbe.Claptrap - 一套以 “事件溯源” 和 “Actor 模式” 作为基本理论的服务端开发框架

术语介绍篇

1. Actor 模式
2. 事件溯源（Event Sourcing）
3. Claptrap
4. Minion
5. 事件 （Event）
6. 状态 （State）
7. 状态快照 （State Snapshot）
8. Claptrap 设计图 （Claptrap Design）
9. Claptrap 工厂 （Claptrap Factory）
10. Claptrap Identity
11. Claptrap Box
12. Claptrap 生命周期（Claptrap Lifetime Scope）
13. 序列化（Serialization）

实现入门篇

1. Newbe.Claptrap 框架入门，第一步 —— 创建项目，实现简易购物车
2. Newbe.Claptrap 框架入门，第二步 —— 简单业务，清空购物车
3. Newbe.Claptrap 框架入门，第三步 —— 定义 Claptrap，管理商品库存

样例实践篇

1. 构建一个简易的火车票售票系统，Newbe.Claptrap 框架用例，第一步 —— 业务分析
2. 在线体验火车票售票系统

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1. 谈反应式编程在服务端中的应用，数据库操作优化，从 20 秒到 0.5 秒
2. 谈反应式编程在服务端中的应用，数据库操作优化，提速 Upsert
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GitHub 项目地址：https://github.com/newbe36524/Newbe.Claptrap

Gitee 项目地址：https://gitee.com/yks/Newbe.Claptrap

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• 本文作者： newbe36524
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