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二阶段提交是指#xff0c;在计算机网络一级数据库领域内#xff0c;为了使基于分布式系统的架构下的所有节点在进行事务提交时保持一致性而设计的一种算法。在分布式系统中#xff0c;每个节点虽然可以知晓自己操作的成功和失败#xff0c;但是无法知道…2PC提交协议是什么
二阶段提交是指在计算机网络一级数据库领域内为了使基于分布式系统的架构下的所有节点在进行事务提交时保持一致性而设计的一种算法。在分布式系统中每个节点虽然可以知晓自己操作的成功和失败但是无法知道其他节点的操作成功或者失败。当一个事务需要跨越多个节点时为了保持事务的ACID特性需要引入一个作为协调者的组件来统一掌控所有节点称作参与者的操作并最终指示这些节点是否需要把操作结果真正的提交比如把更新后的数据写入磁盘等等。 因此二节点提交的算法思路可以概括为参与者将操作成败通知协调者再由协调者根据所有参与者的反馈情况决定各个参与者是否要提交操作害还是终止操作。
准备阶段
事务协调者给每个参与者发送prepare消息每个参与者要么直接返回失败如权限验证失败要么在本地执行事务写本地的redo和undo日志但不提交。 可以将准备阶段分为以下三个步骤 1协调者节点向所有参与者节点询问是否可以执行提交操作并等待各个节点的响应。 2参与者节点执行询问发起为止的所有事务操作并将Undo和Redo信息写入日志。若成功这里其实每个参与者就已经执行了事务操作。 3各参与者节点相应协调者节点发起的询问。如果参与者的事务实际操作成功则返回一个同意消息否则返回终止消息。
提交阶段
如果协调者受到了参与者的失败消息或者超时则直接给每个参与者发送回滚Rollback消息否则则发送提交commit消息参与者根据协调者的指令执行提交或者回滚操作释放所有事务处理过程中的锁资源。注意必须在最后阶段释放锁资源。
2PC提交协议有什么缺点
1同步阻塞问题。执行过程汇总所有参与节点都是事务阻塞型的。当参与者占用公共资源时其他第三方节点访问公共资源不得不处于阻塞状态。 2单点故障。由于协调者的重要性一旦协调者发生故障。参与者会一直阻塞下去。尤其在第二阶段协调者发生故障那么所有的参与者都还处于锁定事务资源的状态中而无法继续完成事务操作。如果是协调者挂掉可以重新选举一个协调者但是无法解决因为协调者宕机导致的参与者处于阻塞状态的问题。 3数据不一致。在二阶段提交的阶段二中当协调者向参与者发送commit请求后发生了局部网络异常或者在发送commit请求过程中协调者发生了故障这会导致只有一部分参与者接受到了commit请求。而在这部分参与者接到commit请求之后就会执行commit操作。但是其他部分未接到commit请求的机器则无法执行事务提交。于是整个分布式系统便出现了数据部一致性的现象。 4二阶段无法解决的问题协调者在发出commit消息之后宕机而唯一接收到这条消息的参与者同时也宕机了。那么即使协调者通过选举协议产生了新的协调者这条事务的状态也是不确定的没人知道事务是否被已经提交。
3PC提交协议是什么
CanCommit阶段
3PC的cancommit阶段其实和2PC的准备阶段很像。协调者向参与者发送commit请求参与者如果可以提交就返回Yes响应否则就返回No响应。 1事务询问 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否则就返回no。 2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。
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。 1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。 2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。
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受到参与者的响应那就执行事务中断。 1发送中断请求 协调者向所有参与者发送abort请求。 2中断事务 参与者受到来自协调的中断请求后或者超时之后执行事务的中断。
DoCommit阶段
该阶段真正的进行事务的提交也可以分为两种情况。 第一种情况正常执行提交 1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。 2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。 3响应反馈 事务提交完之后向协调者发送Ack响应。 4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。 第二种情况中断事务 协调者没有接收到参与者发送的ACK响应可能是接受者发送的不是ACK响应也可能响应超时那么就会执行中断事务。 1发送中断请求 协调者向所有参与者发送abort请求。 2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。 3反馈结果 参与者完成事务回滚之后向协调者发送ACK消息 4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和3PC的区别是什么
1、引入超时机制。同时在协调者和参与者中都引入超时机制。
2、三阶段在2PC的第一阶段和第二阶段中插入一个准备阶段。保证了在最后提交阶段之前各参与节点的状态是一致的。
3pc比t2pc多了—个can commit阶段减少了不必要的资源浪费。因为2pC在第一阶段会占用资源而3pc在这 个阶段不占用资源只是校验一下sql如果不能执行就直接返回减少了资源占用。 引入超时机制。同时在协调者和参与者中都引1入超时机制。 2pc:只有协调者有超时机制超时后发送回滚指令。 3pc协调者和参与者都有超时机制。 协调者超时can commit, pre commit中如果收不到参与者的反馈则协调者向参与者 发送中断指令。 参与者超时pre commit 阶段参与者进行中断do commit 阶段参与者进行提交。误杀通过人工补偿来处理。
