在当今数据驱动的应用环境中，确保业务执行的持久性和可靠性是保障用户体验和系统稳定性的关键所在。持久化执行（Durable Execution）正是在此背景下应运而生的技术，它能够让应用程序在意外中断或故障时继续保持工作状态，从而避免因重启而丢失中间计算成果，尤其适用于涉及复杂业务流程或长时间批量任务的场景。本文将围绕持久化工作流的架构设计展开探讨，重点分析外部编排系统与嵌入式持久化库之间的差异和实践落地，旨在帮助开发者和架构师合理选择技术方案，提升系统的可靠性与运维效率。首先，需要理解持久化执行的基本概念。简单来说，持久化执行是一种将程序状态周期性保存到持久存储的技术，在程序异常终止后，能够基于已保存的状态恢复执行流程，继续未完成的任务。这对于那些需要保障数据完整性、确保业务不中断的应用尤为重要。
以酒店预订系统为例，如果用户在提交订单过程中服务器崩溃，如果没有持久化执行的保障，整个预订流程可能需要重新开始，导致用户体验下降和潜在数据丢失。而通过持久化执行，系统能够从最后一个步骤的状态继续处理，极大地提升了服务的鲁棒性。持久化执行通常以工作流（Workflow）的形式实现，即将业务拆分为离散的步骤，每个步骤都承担特定任务并生成输出，整个流程以有序的步骤序列串联。系统通过保存每个步骤的执行结果和当前状态，保证在异常发生时能够恢复中断点。关于实现方式，持久化执行主要有两大类架构选择：外部编排系统与嵌入式执行库。外部编排系统，如Temporal，将工作流的管理与执行业务从应用自身剥离出来。
它由独立的编排器管理工作流的状态和执行顺序，工作任务则由分布式的工作器（Workers）执行。编排器负责持久化任务的过程和结果，而工作器专注于业务逻辑。当工作器完成任务后，结果反馈给编排器，再由编排器触发下一步执行。这种架构下，应用通常被拆分成多个服务：API服务作为Temporal客户端提交工作流，实际业务逻辑运行在工作器服务中, Temporal服务器负责协调整个流程。相比之下，嵌入式持久化库如DBOS直接集成至应用代码中。开发者通过注解方式标记工作流和步骤，库内部负责状态的持久化与恢复。
这样，应用无需依赖额外的编排服务，一旦发生中断，库会自动检测并恢复未完成的工作流。此设计大幅度减少了架构复杂性和外部依赖，简化运维管理。为了更直观地感受两者差异，可以以一个文件索引与查询的典型场景为例进行分析。假设应用接收文档索引请求，异步处理并批量导入大量文件，提供基于索引的查询能力。原始版本中，若处理过程中系统崩溃，没有机制能追踪索引进度，用户无法获知哪些文件已完成索引，整个过程的不可靠性导致用户体验大打折扣。使用DBOS嵌入式库实现后，开发者仅需增加极少的代码量，简单注解索引任务为工作流和步骤，同时替换原有的线程池为DBOS的队列系统。
此改造让索引任务具备自动恢复能力，当中断后重新启动，所有未完成的文件会自动被继续处理，无需用户干预。整个改造过程仅新增7行代码，应用架构和业务逻辑保持不变，显著降低了开发和维护难度。而使用Temporal进行持久化改造时，情况则较为复杂。首先，索引逻辑必须迁移至单独的工作器服务，API服务需改造成Temporal客户端负责提交工作流。必须部署并维护第三方Temporal服务器，负责协调及任务状态跟踪。代码方面需要重写工作流和活动，改动超过100行，总代码量从110行增长到187行。
架构上，应用由单一服务拆分为三服务体系，增加了多个故障点，运维、监控和扩展难度显著提升。这使得基于Temporal的方案在可靠性保障的同时，也带来了更高的系统复杂度和运营成本。为什么会有这样本质区别呢？主要原因在于外部编排系统与嵌入式持久化库的设计理念。外部编排系统强调将工作流的调度与执行解耦，便于跨语言、多实例和分布式环境下统一管理复杂业务流程。而嵌入式库则直接赋予应用代码持久化能力，允许业务逻辑紧密耦合，减少了构建分布式架构的门槛。对具有复杂业务耦合或不希望增加第三方服务负担的团队来说，嵌入式库无疑是较优选择。
从系统的可靠性和维护角度来看，外部编排系统增加了一组关键依赖，如果Temporal服务器出现故障，整个工作流的执行将中断。而嵌入式库依托现有的数据存储和应用，避免了新增单点故障，有助于简化故障排查和恢复流程。此外，以上对比亦提示了技术选型时需要慎重权衡的考虑因素。若项目注重高度可伸缩的分布式执行，高度松散耦合、对多服务扩展需求强烈，外部编排系统的优势尤为明显。反之，在追求开发简便、架构轻量且快速实现业务持久化时，嵌入式持久化库则能极大缩短上线时间，降低运营风险。未来，持久化执行技术仍将持续演进。
像DBOS这样开源的嵌入式库，通过高效集成和简洁设计推进普及；而Temporal等专注于分布式编排的系统则不断增强可用性和易用性，支持更复杂场景适配。了解它们各自的适用场景和权衡利弊，将指导架构师在不同业务需求下做出更合理的决策。总的来说，保障业务执行的持续性和数据的完整性是现代应用开发绕不开的主题，技术的选择直接影响到系统的健壮性和扩展性。无论是采用外部编排系统还是嵌入式执行库，核心目标都是最大化减少因故障造成的业务中断，提升用户满意度和企业竞争力。希望本文的架构对比和实践案例能够为开发者提供有价值的参考，助力构建更加稳定可靠的持久化工作流系统。
