分布式事务：2PC & 3PC
单体架构演化到微服务架构，分布式事务是必须要解决的问题
什么是分布式？
- 与分布式对立的概念是单体系统，分布式系统是将不同的功能模块拆分成不同的服务，微服务就是一个典型的分布式系统。
分布式事务常见解决方案:
- 2PC两段提交协议
- 3PC三段提交协议(弥补两端提交协议缺点)
- TCC或者GTS(阿里)
- 消息中间件最终一致性
- 使用LCN解决分布式事物，理念“LCN并不生产事务,LCN只是本地事务的搬运工”。
0x00 CAP 定理
所谓定理就是别人发现的规律，并且已经证实该规律是正确的（就像勾股定理，它永远是正确的，你直接用它的结论就行，你也可以自己证实其正确性）。
CAP 定理定义：在异步网络中（不可靠的网络），不可能同时实现并发读/写状态下的 availability、consistency。即 Consistency、Availability 和 Partition Tolerance 不能同时满足。
0x01 2PC
Two-Phase Commit Protocol（两阶段提交协议），注意 ，2PC 是一个协议。
2PC 是一个强一致、中心化的原子提交协议。这里面包含一个中心化的协调者节点（coordinator）。
Example：订单服务 A，需要调用支付服务 B 去支付，支付成功则处理购物订单为待发货状态，否则就需要将购物订单处理为失败状态。
两个阶段：
Prepare 阶段
①、事务询问：Coordinator 收到请求以后，向所有参与者发送事务预处理请求，即 Prepare。开始等待参与者响应
②、执行本地事务：各参与者执行本地事务，但是不会真正提交，而是先向 Coordinator 报告自己的情况
③、返回事务询问响应：参与者根据本地事务的情况返回 Yes or No
Commit 阶段
④、Coordinator 统计参与者的返回值，返送 commit（参与者全回复 Yes） 或者 rollback（有参与者回复 No）
⑤、执行本地 commit 或者 rollbak
|
| request
v
+-----------------+-----------------+
| Coordinator |
+-+------+----+-------+---+------+--+
| ^ | | ^ |
| | | | | |
4 | 3 | | 1 1 | | 3 | 4
| | | | | |
v | v v | v
+-----+------+----+-+ ++---+------+-------+
| Server A | | Server B |
+------+-----+------+ +---+-----+---------+
| | | |
5 | | 2 2 | | 5
| | | |
v v v v
+--+-----+---+ +-+-----+----+
| DB 1 | | DB 2 |
+------------+ +------------+
优缺点：
优点
- 原理简单（大多数关系型数据都是采用 2PC，eg：MySQL）
缺点
- 性能差：2PC 是一个阻塞协议，即节点在等待休息的时候会阻塞
- 单节点故障：Coordinator 作为一个中心化，如果单节点并且故障，整个分布式系统就会崩掉
- 数据不一致：Commit 阶段，由于网络问题只有部分参与者收到 Commit 命令，会导致数据不一致
0x02 3PC
3PC 的诞生主要是为了解决 2PC 出现的阻塞问题。与 2PC 相比提出了两个改动：
- Coordinator 和参与者都引入超时机制
- 在 2PC 的 Prepare 和 Commit 之前加入一个 check 阶段，以保证最后 Commit 阶段之前各参与节点状态一致
三个阶段：
CanCommit 阶段
①、锁询问：请求到达 Coordinator 后， Coordinator 发起 CanCommit 请求，各参与节点根据情况判断是否可以获取数据库锁
②、锁请求：各参与节点尝试获取本地数据库锁
③、锁返回：参与节点根据获取锁的情况返回 Yes or No
PreCommit 阶段
- 如果所有参与节点都返回 Yes，则进入PreCommit 阶段，PreCommit 类似于 2PC 的Prepare 阶段，只是增加了超时机制，这里不再赘述
DoCommit 阶段
- DoCommit 阶段类似于 2PC 的 Commit 阶段
|
| request
v
+------------------------+------------------------+
| Coordinator |
+--+---+----+----+---+-------+---+----+----+---+--+
| ^ | ^ | | ^ | ^ |
| | | | | | | | | |
7 | 6 | 4 | 3 | | 1 1 | | 3 | 4 | 6 | 7
| | | | | | | | | |
v | v | v v | v | v
+------+---+----+----+---+-+ +-+---+----+----+---+-----+
| Server A | | Server B |
+---+---------+--------+---+ +---+---------+-------+---+
| | | | | |
8 | 5 | | 2 2 | | 5 | 8
| | | | | |
v v v v v v
+-+---------+--------+-+ +-+---------+-------+-+
| DB 1 | | DB 2 |
+----------------------+ +---------------------+
优缺点：
优点
- 在 2PC 的基础上，增加超时机制，缓解了阻塞的范围
- 能够在出现单点故障后继续达成一致
缺点
- 问题也是出现在优点 2 中，即使在出现单点故障的时候，参与者仍然会提交本地事务，这必然会出现数据不一致
参考：