分布式基礎(chǔ)，啥是兩階段提交？

作者：58沈劍 2018-10-29 08:44:29


分布式 上一篇《分布式事務(wù)，原來(lái)可以這么玩?》引起了不少討論，后續(xù)準(zhǔn)備開一個(gè)新系列，講一講分布式的東西，今天就從相對(duì)容易理解的“兩階段提交”談起。

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上一篇《分布式事務(wù)，原來(lái)可以這么玩?》引起了不少討論，后續(xù)準(zhǔn)備開一個(gè)新系列，講一講分布式的東西，今天就從相對(duì)容易理解的“兩階段提交”談起。

畫外音：給自己定了一個(gè)目標(biāo)，用通俗的語(yǔ)言把Paxos講懂。

分布式事務(wù)為什么難?

在分布式環(huán)境下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以知曉自己操作的成功或者失敗，卻無(wú)法知道其他節(jié)點(diǎn)操作的成功或失敗。當(dāng)一個(gè)分布式事務(wù)跨多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，保持事務(wù)的原子性與一致性，是非常困難的。

什么是兩階段提交?

二階段提交2PC(Two phase Commit)是一種，在分布式環(huán)境下，所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行事務(wù)提交，保持一致性的算法。

它通過引入一個(gè)協(xié)調(diào)者(Coordinator)來(lái)統(tǒng)一掌控所有參與者(Participant)的操作結(jié)果，并指示它們是否要把操作結(jié)果進(jìn)行真正的提交(commit)或者回滾(rollback)。

為什么叫兩階段提交?

顧名思義，2PC分為兩個(gè)階段：

• 投票階段(voting phase)：參與者通知協(xié)調(diào)者，協(xié)調(diào)者反饋結(jié)果;

畫外音：可以理解為單機(jī)事務(wù)的trx.exec()。

• 提交階段(commit phase)：收到參與者的反饋后，協(xié)調(diào)者再向參與者發(fā)出通知，根據(jù)反饋情況決定各參與者是否要提交還是回滾;

畫外音：可以理解為單機(jī)事務(wù)的trx.commit() 或者 trx.rollback()。

舉個(gè)栗子：

甲乙丙丁四人要組織一個(gè)會(huì)議，需要確定會(huì)議時(shí)間，不妨設(shè)甲是協(xié)調(diào)者，乙丙丁是參與者。

投票階段

(1)甲發(fā)郵件給乙丙丁，通知明天十點(diǎn)開會(huì)，詢問是否有時(shí)間;

(2)乙回復(fù)有時(shí)間;

(3)丙回復(fù)有時(shí)間;

(4)丁遲遲不回復(fù)，此時(shí)對(duì)于這個(gè)事務(wù)，甲乙丙均處于阻塞狀態(tài)，算法無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行;

提交階段

(1)協(xié)調(diào)者甲將收集到的結(jié)果通知給乙丙丁;

畫外音：什么時(shí)候通知，以及反饋結(jié)果如何，在此例中取決與丁的時(shí)間與決定，

• 假設(shè)丁回復(fù)有時(shí)間，則通知commit;
• 假設(shè)丁回復(fù)沒有時(shí)間，則通知rollback;

(2)乙收到通知，并ack協(xié)調(diào)者;

(3)丙收到通知，并ack協(xié)調(diào)者;

(4)丁收到通知，并ack協(xié)調(diào)者;

畫外音：如果甲沒有收到所有ack，則分布式事務(wù)遲遲不會(huì)結(jié)束，下一輪投票則遲遲不會(huì)開展。

兩階段提交的缺陷?

2PC在執(zhí)行過程中，所有節(jié)點(diǎn)都處于阻塞狀態(tài)，所有節(jié)點(diǎn)所持有的資源(例如數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，本地文件等)都處于封鎖狀態(tài)。

典型情況為：

• 某一個(gè)參與者回復(fù)消息之前，所有參與者以及協(xié)調(diào)者都處于阻塞狀態(tài);
• 在協(xié)調(diào)者發(fā)出消息之前，所有參與者都處于阻塞狀態(tài);

另外，如有協(xié)調(diào)者或者某個(gè)參與者出現(xiàn)了崩潰，為了避免整個(gè)算法處于一個(gè)完全阻塞狀態(tài)，往往需要借助超時(shí)機(jī)制來(lái)將算法繼續(xù)向前推進(jìn)。

總的來(lái)說(shuō)，2PC是一種比較保守并且低效的算法，分布式事務(wù)真的很難做。

【本文為51CTO專欄作者“58沈劍”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系原作者】

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