分布式事务 三阶段提交 (3PC)

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三阶段提交 (3PC)是在两阶段提交 (2PC)的基础上进行优化。

主要涉及两个方面

  • 引入超时机制:在协调者和参与者中引入超时机制
  • 细分阶段:把两阶段提交协议的第一个阶段再次细分成询问阶段、和预备阶段

过程

整个事务分为 CanCommitPreCommitDoCommit 三个阶段。

CanCommit 阶段

  • 事务询问:协调者向参与者发送CanCommit请求。询问是否可以执行事务提交操作。然后开始等待参与者的响应;

  • 响应反馈:参与者接到CanCommit请求之后,正常情况下,如果其自身认为可以顺利执行事务,则返回Yes响应,并进入预备状态。否则反馈No;

PreCommit 阶段

协调者根据参与者的反应情况来决定是否可以进行事务的PreCommit操作。根据响应情况,有以下两种可能:

情况1:

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

  • 发送预提交请求:协调者向参与者发送PreCommit请求,并进入Prepared阶段
  • 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
  • 响应反馈:如果参与者成功的执行了事务操作,则返回ACK响应,同时开始等待最终指令

情况2:

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。

  • 发送中断请求:协调者向所有参与者发送abort请求
  • 中断事务:参与者收到来自协调者的abort请求之后(或超时之后,仍未收到协调者的请求),执行事务的中断

doCommit 阶段

该阶段进行真正的事务提交,分为以下两种情况:

情况1:

接收到所有参与者发送的ACK响应,执行提交

  • 发送提交请求:协调接收到参与者发送的ACK响应,那么他将从预提交状态进入到提交状态。并向所有参与者发送doCommit请求
  • 事务提交:参与者接收到doCommit请求之后,执行正式的事务提交。并在完成事务提交之后释放所有事务资源
  • 响应反馈:事务提交完之后,向协调者发送Ack响应
  • 完成事务:协调者接收到所有参与者的ack响应之后完成事务

情况2:

协调者没有接收到参与者发送的ACK响应,中断事务

  • 发送中断请求:协调者向所有参与者发送abort请求
  • 事务回滚:参与者接收到abort请求之后,利用其在阶段二记录的undo信息来执行事务的回滚操作,并在完成回滚之后释放所有的事务资源
  • 反馈结果:参与者完成事务回滚之后,向协调者发送ACK消息
  • 中断事务:协调者接收到参与者反馈的ACK消息之后,执行事务的中断

2PC与3PC的区别

相对于2PC,3PC主要解决的单点故障问题,并减少阻塞,因为一旦参与者无法及时收到来自协调者的信息之后,他会默认执行commit。而不会一直持有事务资源并处于阻塞状态。但是这种机制也会导致数据一致性问题,因为,由于网络原因,协调者发送的abort响应没有及时被参与者接收到,那么参与者在等待超时之后执行了commit操作。这样就和其他接到abort命令并执行回滚的参与者之间存在数据不一致的情况。

缺点

  • 依然没有解决数据不一致问题
  • 依然涉及多次节点间的网络通信,通信时间长