分布式事务 之 两阶段提交（2PC）

分布式事务 之 两阶段提交（2PC）

 

 

 

1、简介

   XA协议是一个基于数据库的分布式事务协议，其分为两部分：事务管理器(协调者/TC)和本地资源管理器（参与者/RM）。事务管理器作为一个全局的调度者，负责对各个本地资源管理器统一号令提交或者回滚。二阶提交协议（2PC）和三阶提交协议（3PC）就是根据此协议衍生出来而来。如今Oracle、Mysql等数据库均已实现了XA接口。两阶段提交顾名思义就是要进行两个阶段的提交：第一阶段，准备阶段(投票阶段) ； 第二阶段，提交阶段（执行阶段）。

 

 

2、阶段一(投票阶段)

各参与者(Cohort)投票表明是否要继续执行接下来的事务提交操作：

1. 协调者(TC)节点向所有参与者(RM)节点询问是否可以执行提交操作，并开始等待各参与者(RM)节点的响应。
2. 参与者(RM)节点执行询问发起为止的所有事务操作，并将Undo信息和Redo信息写入日志。
3. 各参与者(RM)节点响应协调者(TC)节点发起的询问。如果参与者(RM)节点的事务操作实际执行成功，则它返回一个"同意"消息；如果参与者(RM)节点的事务操作实际执行失败，则它返回一个"中止"消息。

3、阶段二(提交执行阶段)

协调者(TC)会根据参与者(RM)的反馈情况来决定是否可以进行事务提交操作，可分为事务提交以及事务回滚两种情况 。

3.1、事务提交：

当协调者(TC)节点从所有参与者(RM)节点获得的对应的消息都为"Yes"时：

1. 协调者(TC)节点向所有参与者(RM)节点发出"Commit"的请求。
2. 参与者(RM)节点收到Commit请求后，正式执行事务操作，并释放在整个事务期间内占用的资源。
3. 参与者(RM)节点向协调者(TC)节点发送"Ack"消息，确认完成。
4. 协调者(TC)节点收到所有参与者(RM)节点反馈的"Ack"完成消息后，完成事务。

3.2、事务回滚：
如果任一参与者(RM)节点在第一阶段返回的响应消息为"No"，或者协调者(TC)节点在第一阶段的询问超时之前无法获取所有参与者(Cohort)节点的响应消息时：

1. 协调者(TC)节点向所有参与者(RM)节点发出"Rollback"请求。
2. 参与者(RM)节点接收到"Rollback"请求，利用之前写入的Undo信息执行回滚，并释放在整个事务期间内占用的资源。
3. 参与者(RM)节点向协调者(TC)节点发送"Ack"回滚完成消息。
4. 协调者(TC)节点收到所有参与者(RM)节点反馈的"Ack"回滚完成消息后，取消事务。

 

4、两段提交（2PC）的缺点

二阶段提交看似能够提供原子性的操作，但它存在着严重的缺陷

• 同步阻塞问题：执行过程中，所有参与者节点都是事务阻塞型。各个参与者在等待其他参与者响应的过程中，将无法进行其他任务操作；

• 单点故障：由于协调者(TC)的重要性，一旦协调者(TC)发生故障，参与者(RM)会一直阻塞下去。特别是在阶段二中，协调者发生故障，那么所有的参与者还都处于锁定事务资源的状态中，而无法继续完成事务操作。

• 数据不一致：在阶段二中，当协调者(TC)向参与者(RM)发送commit请求之后，发生了局部网络异常或者在发送commit请求过程中协调者出现问题，将导致只有一部分参与者收到commit请求，以至于这部分参与者接到commit请求之后就会执行commit操作，而其他部分未接到commit请求的参与者则无法执行事务提交。于是整个分布式系统便出现了数据部一致性的现象。