在分布式系统中,事务往往包含有多个参与者的活动,单个参与者上的活动是能够保证原子性的,而多个参与者之间原子性的保证则需要通过两阶段提交来实现,两阶段提交是分布式事务实现的关键。
很明显,两阶段提交保证了分布式事务的原子性,这些子事务要么都做,要么都不做。而数据库的一致性是由数据库的完整性约束实现的,持久性则是通过commit日志来实现的,不是由两阶段提交来保证的。至于两阶段提交如何保证隔离性,可以参考Large-scale Incremental Processing Using Distributed Transactions and Notifications中两阶段提交的具体实现。
两阶段提交的过程涉及到协调者和参与者。协调者可以看做成事务的发起者,同时也是事务的一个参与者。对于一个分布式事务来说,一个事务是涉及到多个参与者的。具体的两阶段提交的过程如下:
第一阶段:
首先,协调者在自身节点的日志中写入一条的日志记录,然后所有参与者发送消息prepare T,询问这些参与者(包括自身),是否能够提交这个事务;
参与者在接受到这个prepare T 消息以后,会根据自身的情况,进行事务的预处理,如果参与者能够提交该事务,则会将日志写入磁盘,并返回给协调者一个ready T信息,同时自身进入预提交状态状态;如果不能提交该事务,则记录日志,并返回一个not commit T信息给协调者,同时撤销在自身上所做的数据库改;
参与者能够推迟发送响应的时间,但最终还是需要发送的。
第二阶段:
协调者会收集所有参与者的意见,如果收到参与者发来的not commit T信息,则标识着该事务不能提交,协调者会将Abort T 记录到日志中,并向所有参与者发送一个Abort T 信息,让所有参与者撤销在自身上所有的预操作;
如果协调者收到所有参与者发来prepare T信息,那么协调者会将Commit T日志写入磁盘,并向所有参与者发送一个Commit T信息,提交该事务。若协调者迟迟未收到某个参与者发来的信息,则认为该参与者发送了一个VOTE_ABORT信息,从而取消该事务的执行。
参与者接收到协调者发来的Abort T信息以后,参与者会终止提交,并将Abort T 记录到日志中;如果参与者收到的是Commit T信息,则会将事务进行提交,并写入记录
一般情况下,两阶段提交机制都能较好的运行,当在事务进行过程中,有参与者宕机时,他重启以后,可以通过询问其他参与者或者协调者,从而知道这个事务到底提交了没有。当然,这一切的前提都是各个参与者在进行每一步操作时,都会事先写入日志。
唯一一个两阶段提交不能解决的困境是:当协调者在发出commit T消息后宕机了,而唯一收到这条命令的一个参与者也宕机了,这个时候这个事务就处于一个未知的状态,没有人知道这个事务到底是提交了还是未提交,从而需要数据库管理员的介入,防止数据库进入一个不一致的状态。当然,如果有一个前提是:所有节点或者网络的异常最终都会恢复,那么这个问题就不存在了,协调者和参与者最终会重启,其他节点也最终也会收到commit T的信息。
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NULL 博文链接:https://eleopard.iteye.com/blog/2107415
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