• 1 事務/分布式事務
• 1.1 事務
• 1.2 分布式事務與 XA 規(guī)范
• 2 兩階段提交協(xié)議
• 2.1 預提交階段
• 2.2 提交階段
• 3 分布式事務應用框架
• 3.1 角色
• 3.2 交互時序
• 3.3 關鍵點
• 參考

本文是對分布式事務原理、規(guī)范的科普，主要圍繞兩階段提交協(xié)議展開。最后描述了在應用框架層面模擬兩階段提交協(xié)議的簡化設計。

1 事務/分布式事務

1.1 事務

事務是數(shù)據(jù)庫從一個穩(wěn)定狀態(tài)變遷到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的保證，具備 ACID 這 4 個特性：

• 原子性（Atomicity）：一個事務中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不會結束在中間某個環(huán)節(jié)。事務在執(zhí)行過程中發(fā)生錯誤，會被回滾到事務開始前的狀態(tài)。
• 一致性（Consistency）：在事務開始之前和事務結束以后，數(shù)據(jù)庫的完整性限制沒有被破壞。
• 隔離性（Isolation）：兩個事務的執(zhí)行是互不干擾的，兩個事務時間不會互相影響。
• 持久性（Durability）：在事務完成以后，該事務對數(shù)據(jù)庫所作的更改便持久地保存在數(shù)據(jù)庫之中，并且是完全的。

1.2 分布式事務與 XA 規(guī)范

2 兩階段提交協(xié)議

兩階段提交協(xié)議（Two-phase commit protocol, 2PC）將一次分布式事務處理劃分為兩個階段：預提交階段（也稱為準備階段或投票階段），提交階段。

2.1 預提交階段

這是兩階段提交協(xié)議的第一個階段，分布式事務處理系統(tǒng)咨詢各個資源管理器是否可以提交本地事務，各個資源管理器會把這個咨詢過程寫入日志，以便進行回滾或提交。

當一個數(shù)據(jù)庫接收到咨詢后，它會將需要執(zhí)行的操作寫入日志，禁止其他寫入操作（鎖定資源）。

如果分布式事務中某數(shù)據(jù)庫預提交失敗或提交失敗，那該數(shù)據(jù)庫會根據(jù)日志進行自身的操作回滾，并解鎖。

2.2 提交階段

分布式事務處理系統(tǒng)對各個資源管理器下達提交/回滾的指令，使整個分布式事務結束。

當一個數(shù)據(jù)庫接受到提交/回滾指令時，它將根據(jù)第一階段的日志進行提交/回滾處理。

兩階段提交協(xié)議可以在數(shù)據(jù)庫層面通過驅動支持，也可以在應用框架中按照其原理進行設計實現(xiàn)。

3 分布式事務應用框架

使用數(shù)據(jù)庫驅動方式實現(xiàn)兩階段事務有兩個不足：

• 隨著分布式事務的參與者增多，效率會明顯降低
• 對應用開發(fā)者透明，調試不便
• 必須依賴數(shù)據(jù)庫，不是所有數(shù)據(jù)庫都實現(xiàn)了 XA 規(guī)范

3.1 角色

3.2 交互時序

兩階段提交時序：

回查恢復時序：

3.3 關鍵點

• 參與者提供的提交/回滾接口必須滿足冪等性，即定時觸發(fā)重復調用提交/回滾時不會重復操作同一資源
• 根據(jù)發(fā)起者生成 txId，回查恢復時根據(jù) txId 調用發(fā)起者回查恢復接口
• 活動管理器與發(fā)起者同庫/不同庫時，事務活動、操作狀態(tài)變遷的不同處理
• 事務內調用操作的順序
• 定時任務定時間隔/重試次數(shù)

參考

• 分布式事務、XA事務、兩階段提交
• 淘寶核心團隊博客：事務和兩階段提交
• 簡化的分布式事務框架設計

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