数据库分布式事务
SQL 分布式事务 distributed transaction 二段提交, 本地消息表, Saga 事务, 最大努力通知
SQL 2PC-两阶段提交 SQL 分布式事务两阶段提交协议(2PC)是一种原子承诺协议(ACP)。
3pc Three-Phase Commit 三阶段提交 分布式事务
Compensating Transaction pattern 分布式锁事务
3PC
在上文中,我们讲解了二阶段提交协议的设计和实现原理,并明确指出了其在实际运行过程中可能存在的诸如同步阻塞、协调者的单点问题、脑裂和太过保守的容错机制等缺陷,因此研究者在二阶段提交协议的基础上进行了改进,提出了三阶段提交协议。
协议说明
3PC,是Three-Phase Commit的缩写,即三阶段提交,是2PC的改进版,其将二阶段提交协议的“提交事务请求”过程一分为二,形成了由CanCommit、PreCommit和do Commit三个阶段组成的事务处理协议,
阶段一:CanCommit
1) 事务询问。
协调者向所有的参与者发送一个包含事务内容的 canCommit请求,询问是否可以执行事务提交操作,并开始等待各参与者的响应。
2) 各参与者向协调者反馈事务询问的响应。
参与者在接收到来自协调者的 canCommit请求后,正常情况下,如果其自身认为可以顺利执行事务,那么会反馈Yes响应,并进入预备状态,否则反馈No响应。
阶段二:PreCommit
在阶段二中,协调者会根据各参与者的反馈情况来决定是否可以进行事务的PreCommit操作,正常情况下,包含两种可能。
执行事务预提交
假如协调者从所有的参与者获得的反馈都是Yes响应,那么就会执行事务预提交。
1) 发送预提交请求。
协调者向所有参与者节点发出preCommit的请求,并进入Prepared阶段。
2) 事务预提交。
参与者接收到preCommit请求后,会执行事务操作,并将Undo和Redo信息记录到事务日志中。
3) 各参与者向协调者反馈事务执行的响应。
如果参与者成功执行了事务操作,那么就会反馈给协调者Ack响应,同时等待最终的指令:提交(commit)或中止(abort)。
中断事务
假如任何一个参与者向协调者反馈了No响应,或者在等待超时之后,协调者尚无法接收到所有参与者的反馈响应,那么就会中断事务。
1) 发送中断请求。
协调者向所有参与者节点发出abort请求。
2)中断事务。
无论是收到来自协调者的abort请求,或者是在等待协调者请求过程中出现超时,参与者都会中断事务。
阶段三:doCommit
该阶段将进行真正的事务提交,会存在以下两种可能的情况。
执行提交
1)发送提交请求。
进入这一阶段,假设协调者处于正常工作状态,并且它接收到了来自所有参与者的Ack响应,那么它将从“预提交”状态转换到“提交”状态,并向所有的参与者发送doCommit请求。
2)事务提交。
参与者接收到 doCommit 请求后,会正式执行事务提交操作,并在完成提交之后释放在整个事务执行期间占用的事务资源。
3)反馈事务提交结果。
参与者在完成事务提交之后,向协调者发送Ack消息。
4)完成事务。
协调者接收到所有参与者反馈的Ack消息后,完成事务。
中断事务
进入这一阶段,假设协调者处于正常工作状态,并且有任意一个参与者向协调者反馈了No响应,或者在等待超时之后,协调者尚无法接收到所有参与者的反馈响应,那么就会中断事务。
1、发送中断请求。
协调者向所有的参与者节点发送abort请求。
2、事务回滚。
参与者接收到abort请求后,会利用其在阶段二中记录的Undo信息来执行事务回滚操作,并在完成回滚之后释放在整个事务执行期间占用的资源。
3、反馈事务回滚结果。
参与者在完成事务回滚之后,向协调者发送Ack消息。
4、中断事务。
协调者接收到所有参与者反馈的Ack消息后,中断事务。
需要注意的是,一旦进入阶段三,可能会存在以下两种故障。
-
协调者出现问题。
-
协调者和参与者之间的网络出现故障。
无论出现哪种情况,最终都会导致参与者无法及时接收到来自协调者的doCommit或是abort请求,针对这样的异常情况,参与者都会在等待超时之后,继续进行事务提交。
优缺点
三阶段提交协议的优点:相较于二阶段提交协议,三阶段提交协议最大的优点就是降低了参与者的阻塞范围,并且能够在出现单点故障后继续达成一致。
三阶段提交协议的缺点:三阶段提交协议在去除阻塞的同时也引入了新的问题,那就是在参与者接收到preCommit消息后,如果网络出现分区,此时协调者所在的节点和参与者无法进行正常的网络通信,在这种情况下,该参与者依然会进行事务的提交,这必然出现数据的不一致性。
参考资料
《分布式一致性原理与实践》