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Design Pattern: Observer / Subscribers - Push vs Pull

MacauYeah・2023-09-29

相信一般入行IT不久的朋友，都會知道IT系統更新時，有推和拉(push、pull)兩種方式。特別是Programer，對於觀察者模式又或者是訂閱者模式(Observer / Subscriber )會有更多的使用經驗，例如:OS programing要處理event bus，Mobile App要做的推送通知(Push Notification)。但一般來說，很少人討論推和拉(push、pull)的問題，筆者就著一些踩過的坑來說說差異。首先，在一個通訊相對穩定的系統中，Push、Pull都很好用。例如同一個OS內，它的socket或pipe可以看作很穩定，可以假設那些要廣播的消息可以正常傳遞出好。但好用歸好用，這個模式對於越來越複雜的交互系統都有一個無法明確處理的問題：怎樣去處理觀察者/訂閱者自己的操作失敗問題。對於非IT行業的讀者來說，只要你接觸過手機即時聊天程式(IM，如whatsapp, wechat, facebook messenger)應該都會遇到一個問題就是：你收到OS提示通知，但打開聊天程式卻看不到新的對話內容；又者是你連續收到多個同一個內容的提示通知，那怕你已經讀過了。這些都代表了，手機端當初時沒有好好即時回應是否已經操作成功，不需要重複通知的問題。有可能是手機當時掛了，也有可能是網絡不太好。上述的例子，對一般人來說，可能影響不太。因為重複收到訊息，又或是漏了訊息，也不會怎樣。但對於業務系統，例如定期收費，多收一次又或是少收一次，都會引起某部份關係者的不滿，即使事後有退費機制，但有些匯率問題，始終會有差異。在傳統架構上，有規模的公司系統都可能會使用內部的中央資料庫等做交易(transaction)管理，整個過程，都要嚴謹地記錄廣擴是否成功、觀察者自己的操作是否成功。在近代，分散式系統又或是微服務的出現，令上述的中央資料庫無法實行。如何好好地重新定義好Transaction管理，就是一大挑戰。筆者最近亦實作了一個要在微服務的上廣播的觀察者模式，但雪上加霜的是，在互聯網的環境下，廣播的消息沒法保證可以正常傳遞出好。觀察者/訂閱者可能已經正常收到消息，也做了相應的操作，只是來不及回應，網路就斷了。這令重複發送信號的可能增加了。如果說，要以平民的方式去實作這類廣播，Pull會比較有大的容錯。廣播者只是通知觀察者/訂閱者來拉資料，保證廣播當時的資料量可以盡量地少。廣播者開放盡量大的查閱權，觀察者/訂閱者可以自由決定事後更新要取得的資料量。但這樣每個觀察者/訂閱者都要重做一次同步機制，不過好處是，主動權在於他們自己手上。相對地，Push的容錯就低一點，但要付出的成本也跟Pull差不多。因為網路環境，大家要重現一個基於TCP/IP而有commit/rollback的難度較大。當網路出現斷線，廣播者無法確定是否需要重做。在重複收到訊號時，最後還是需要觀察者/訂閱者來決定怎樣處理重複記錄。但比Pull好的是，Push可以限制單次訊號的傳送量，也可以確保觀察者/訂閱者一定收到特定的記錄。上述就是筆者在這一年來遇過的坑，如有什麼不足，很歡迎大家一起來作更多討論。