分布式事务详解(四种分布式事务方案)

分布式事务详解(四种分布式事务方案)-mikechen

分布式事务在分布式系统经常遇见,但很多同学并了解分布式事务,下面重点详解四种主流分布式事务。

什么是分布式事务

分布式事务是指涉及多个计算机,或进程的一系列操作,这些操作需要保证在所有节点上的一致性和原子性。

如下图所示:
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上图一次大的事务操作,由不同的小事务操作组成,这些小事务的操作分布在不同的服务器上,这些操作要么全部成功,要么全部失败。

 

分布式事务解决方案

常见的分布式事务解决方案,主要包含有以下四种:

两阶段提交协议

两阶段提交协议(Two-phase commit, 2PC):该协议是目前最常用的分布式事务解决方案之一。

如下图所示:
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第一阶段: prepare 

每个参与者执行本地事务但不提交,进入 ready 状态,并通知协调者已经准 备就绪。

第二阶段:commit 

当协调者确认每个参与者都 ready 后,通知参与者进行 commit 操作,如果有 参与者 fail ,则发送 rollback 命令,各参与者做回滚。

两阶段有如下几个缺点:

1.单点故障

一旦事务管理器出现故障,整个系统不可用,参与者都会阻塞住。

 

2.数据不一致

在阶段二,如果事务管理器只发送了部分 commit 消息,此时网络发生异常,那么 只有部分参与者接收到 commit 消息,也就是说只有部分参与者提交了事务,使得系统数据不一 致。

 

3.响应时间较长

参与者和协调者资源都被锁住,提交或者回滚之后才能释放。

 

三阶段提交协议

三阶段提交协议(Three-phase commit, 3PC):3PC是2PC的改进版,它在2PC的基础上增加了一个“准备提交”阶段,以减少协调者单点故障的影响。

如下图所示:

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分为三个阶段:

第一阶段:CanCommit阶段

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

第二阶段: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事务的PreCommit操作。

第三阶段:DoCommit阶段

协调者基于每个参与者PreCommit阶段的反馈结果,决定真正提交事务,还是中断事务。

当参与者节点收到“准备提交”请求时,它会向协调者发送“可以提交”,或“无法提交”的响应。

如果所有参与者节点都可以提交,则协调者通知所有参与者节点提交该事务,否则,协调者将询问所有参与者节点是否可以回滚该事务。

两阶段与三阶段对比:

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补偿事务

补偿事务(Compensating transaction):补偿事务是一种在分布式事务出现错误时回滚事务的方式。

如下图所示:

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TCC 是一种补偿型事务,该模型要求应用的每个服务提供 try、confirm、cancel 三个接口。

TCC模型完全交由业务实现,每个子业务都需要实现Try-Confirm-Cancel三个接口,对业务侵入大,资源锁定交由业务方。

1、Try:尝试执行业务,完成所有业务检查(一致性),预留必要的业务资源(准隔离性)。

2、Confirm:确认执行业务,不再做业务检查。只使用Try阶段预留的业务资源,Confirm操作满足幂等性。

3、Cancel:取消执行业务释放Try阶段预留业务资源。

 

最终一致性

最终一致性(Eventual consistency):最终一致性是一种通过异步方式解决数据一致性问题的方案。

如下图所示:

分布式事务详解(四种分布式事务方案)-mikechen

该方案从本质上讲是将分布式事务转换为两个本地事务,然后依靠下游业务的重试机制达到最终一致性。

在最终一致性中,节点之间的数据同步是通过消息传递来实现的。

当节点之间的数据发生变化时,它们会通过异步方式将数据同步,最终,数据会达到一致状态,但这可能需要一段时间。

以上就是分布式事务解决方案详解,更多分布式系统方案,请查看:史上最强分布式系统详解(非常全面)

以上

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