分布式事务

分布式事务

分布式事务,就是在分布式系统中运行的事务,由多个本地事务组合而成。同样服从ACID。

分布式事务主要是解决在分布式环境下,组合事务的一致性问题。实现分布式事务有以下 3 种基本方法:

  • 基于 XA 协议的二阶段提交协议方法;
  • 三阶段提交协议方法;
  • 基于消息的最终一致性方法。

其中,基于 XA 协议的二阶段提交协议方法和三阶段提交协议方法,采用了强一致性,遵从 ACID,输入刚性事务。基于消息的最终一致性方法,采用了最终一致性,遵从 BASE 理论,属于柔性事务。

1.二阶段提交协议方法

二阶段提交的算法思路可以概括为:参与者将操作成败通知协调者,再由协调者根据所有参与者的反馈情报决定各参与者是否要提交操作还是中止操作。

准备阶段

事务协调者(事务管理器)给每个参与者(资源管理器)发送Prepare消息,每个参与者要么直接返回失败(如权限验证失败),要么在本地执行事务,写本地的redo和undo日志,但不提交,到达一种“万事俱备,只欠东风”的状态。

提交阶段

如果协调者收到了参与者的失败消息或者超时,直接给每个参与者发送回滚(Rollback)消息;否则,发送提交(Commit)消息;参与者根据协调者的指令执行提交或者回滚操作,释放所有事务处理过程中使用的锁资源。(注意:必须在最后阶段释放锁资源)

一些不足

  • 同步阻塞问题:二阶段提交算法在执行过程中,所有参与节点都是事务阻塞型的。也就是说,当本地资源管理器占有临界资源时,其他资源管理器如果要访问同一临界资源,会处于阻塞状态。
  • 单点故障问题:基于 XA 的二阶段提交算法类似于集中式算法,一旦事务管理器发生故障,整个系统都处于停滞状态。尤其是在提交阶段,一旦事务管理器发生故障,资源管理器会由于等待管理器的消息,而一直锁定事务资源,导致整个系统被阻塞。
  • 数据不一致问题:在提交阶段,当协调者向参与者发送 DoCommit 请求之后,如果发生了局部网络异常,或者在发送提交请求的过程中协调者发生了故障,就会导致只有一部分参与者接收到了提交请求并执行提交操作,但其他未接到提交请求的那部分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不一致的问题,形成脑裂现象。

2.三阶段提交协议方法

三阶段提交(Three-phase commit),也叫三阶段提交协议(Three-phase commit protocol),是二阶段提交(2PC)的改进版本。
与两阶段提交不同的是,三阶段提交有两个改动点。
1、引入超时机制。同时在协调者和参与者中都引入超时机制。
2、在第一阶段和第二阶段中插入一个准备阶段。保证了在最后提交阶段之前各参与节点的状态是一致的。也就是说,除了引入超时机制之外,3PC把2PC的准备阶段再次一分为二,这样三阶段提交就有CanCommit、PreCommit、DoCommit三个阶段。

CanCommit阶段

协调者向参与者发送commit请求,参与者如果可以提交就返回Yes响应,否则返回No响应。

PreCommit阶段

协调者根据参与者的反应情况来决定是否可以继续进行,有以下两种可能。假如协调者从所有的参与者获得的反馈都是Yes响应,那么就会执行事务的预执行假如有任何一个参与者向协调者发送了No响应,或者等待超时之后,协调者都没有接到参与者的响应,那么就执行事务的中断。

doCommit阶段

该阶段进行真正的事务提交,主要包含

1.协调者发送提交请求

2.参与者提交事务

3.参与者响应反馈( 事务提交完之后,向协调者发送Ack响应。)

4.协调者确定完成事务。

3.基于分布式消息的最终一致性方案

将需要分布式处理的事务通过消息或者日志的方式异步执行,消息或日志可以存到本地文件、数据库或消息队列中,再通过业务规则进行失败重试。这个案例,就是使用基于分布式消息的最终一致性方案解决了分布式事务的问题。

posted @ 2020-11-27 12:11  沈云飞  阅读(116)  评论(0编辑  收藏  举报