分布式事务架构设计

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分布式系统架构设计

分布式系统架构设计

分布式系统架构设计分布式系统是由多个独立且自治的计算机节点通过网络互相通信和协同工作的系统。

在当今互联网和云计算的背景下,分布式系统已经成为了大规模数据处理和计算的基础设施。

在设计分布式系统架构时,需要考虑以下几个方面:1.可伸缩性:分布式系统的一个主要目标就是实现可伸缩性,即能够根据需求灵活扩展和缩减计算和存储资源。

为了实现可伸缩性,可以采用水平扩展的方式,将负载分布到多个计算节点上,通过增加或减少节点的数量来调整系统的总体能力。

2.容错性:由于分布式系统由多个节点组成,其中任何一个节点都可能发生故障。

因此,容错性是设计分布式系统时需要考虑的重要因素。

可以采用冗余备份的方式来保证系统的可靠性,如复制数据到多个节点,当一个节点发生故障时,可以从其他节点恢复数据。

3. 一致性:在分布式系统中,由于节点之间的通信延迟和可能的网络分区等原因,节点之间的数据可能存在不一致的情况。

为了保证数据的一致性,可以采用分布式一致性协议,如Paxos或Raft。

这些协议通过协同节点之间的操作顺序来保证数据的一致性。

4.可靠性:分布式系统的可靠性是指系统能够在发生故障时继续提供服务,并且在故障恢复后能够正常工作。

为了提高系统的可靠性,可以采用故障检测和故障恢复机制,如心跳检测和自动故障转移等。

此外,还可以使用容错技术,如容器化和虚拟化等,将系统运行在多个主机上,以减少单点故障。

5.可扩展性:可扩展性是指系统能够在负载增加时保持性能的稳定。

为了实现可扩展性,可以采用异步消息传递的方式来解耦系统的各个组件,利用消息队列来缓冲和调节高峰负载。

6.安全性:在设计分布式系统时,需要考虑数据和通信的安全性。

可以采用加密算法保护数据的机密性,使用数字签名和数字证书验证通信的合法性。

此外,还需要采用访问控制和身份认证等机制来保护系统的安全性。

在实际设计分布式系统时,可以采用一些经典的架构模式,如客户端-服务器模式、分布式数据库、MapReduce等。

分布式系统架构设计

分布式系统架构设计

分布式系统架构设计分布式系统架构设计是一个关键性的环节,它决定了整个系统的可靠性、可扩展性和性能。

一个好的架构设计可以提高系统的可用性,并且能够应对不同规模的负荷。

在分布式系统架构设计中,有几个关键的方面需要考虑,包括数据分割与分区、容错处理、通信协议和服务发现等。

一、数据分割与分区在分布式系统中,数据分布是非常重要的。

数据的分割与分区有助于提高系统的性能和伸缩性。

在进行数据分割与分区时,需要考虑以下几个方面:1. 数据的分割粒度:根据系统的实际需求,确定数据的分割粒度。

可以根据数据的特点、使用频率或者其他因素来进行分割,以达到负载均衡和高性能的目的。

2. 数据的分区策略:选择适当的分区策略,将数据分布到不同的节点上。

可以采用哈希分区、范围分区或者一致性哈希等策略,以实现数据的均衡分布和高可用性。

3. 数据的复制与同步:在分布式系统中,为了提高系统的可靠性和容错性,通常需要将数据进行复制和同步。

可以采用主从复制、多主复制或者分布式数据库等方式,来实现数据的备份和同步。

二、容错处理在分布式系统中,容错处理是非常重要的。

容错可以保证系统在面对节点故障或者网络故障时,能够继续正常运行。

在进行容错处理时,可以考虑以下几个方面:1. 副本和冗余:通过在系统中增加副本和冗余,可以提高系统的容错性和可用性。

可以采用主从复制、备份节点或者冗余路由等方式来实现。

2. 故障检测与恢复:及时检测节点故障,并采取相应的恢复措施。

可以采用心跳检测、超时设置或者一致性协议等方式来实现。

3. 容错算法和协议:选择适当的容错算法和协议,可以保证系统在面对故障时能够正确地处理。

可以采用Paxos、Raft或者拜占庭容错协议等方式来实现。

三、通信协议在分布式系统中,节点之间的通信非常重要。

选择合适的通信协议可以提高系统的性能和可靠性。

在进行通信协议的选择时,可以考虑以下几个方面:1. 可靠性与延迟:根据系统的实际需求,选择适当的通信协议。

如何进行软件分布式部署和系统架构设计

如何进行软件分布式部署和系统架构设计

如何进行软件分布式部署和系统架构设计随着信息技术的发展,软件开发已经成为了现代企业必不可少的一部分。

而随着软件规模的扩大,单一机器的能力往往无法满足需求,因此分布式部署已经成为了软件开发中的重要问题。

本文将探讨如何进行软件分布式部署和系统架构设计。

一、软件分布式部署所谓分布式系统是指将任务分散到不同的计算机上,并通过计算机之间的通信进行协同工作的一种计算系统。

而软件分布式部署就是将软件部署到分布式系统中运行,以实现更高效和更灵活的服务。

1.1 选择适合的分布式系统架构分布式系统架构有很多种,比如中心节点、P2P、客户端-服务器等。

在进行软件分布式部署时,需要根据业务需求选择适合的分布式系统架构,以保证软件的高效和稳定。

1.2 保证数据一致性分布式系统中,由于数据存储在不同的计算机上,如何保证数据的一致性也是一个重要的问题。

为了保证数据一致性,可以采用主从复制、分布式事务等技术。

1.3 实现负载均衡由于分布式系统中计算机数量较多,任务的负载分布不均往往会导致某些计算机负载过重,从而影响整个系统的性能。

因此,在进行软件分布式部署时,需要实现负载均衡来避免出现负载不均的情况。

1.4 保证系统的安全性分布式系统中,由于系统架构复杂,安全问题往往会更为突出。

因此,在进行软件分布式部署时,需要采取一些措施来保证系统的安全性,比如防火墙、加密技术等。

二、系统架构设计系统架构设计是软件开发过程中不可忽视的一环。

好的系统架构设计能够保证软件的可维护性、可扩展性和可靠性,从而提高软件的使用价值。

2.1 定义系统架构的目标和要求在进行系统架构设计时,需要明确系统的目标和要求。

这些目标和要求包括性能要求、安全要求、可维护性要求、扩展性要求等。

只有明确目标和要求,才能有针对性地进行架构设计。

2.2 选择适合的架构风格系统架构设计中,架构风格的选择非常重要。

常见的架构风格有MVC、SOA、微服务等。

在选择架构风格时,需要考虑系统的规模和需求,并结合业务特点选择适合的架构风格。

tcc分布式事务框架体系解析

tcc分布式事务框架体系解析

tcc分布式事务框架体系解析⽬录前⾔碎语以电商下单为例订单服务:库存服务:⽀付服务:hmily事务框架怎么做的?实现HmilyTransactionInterceptor接⼝dubbo的aspect抽象实现dubbo的HmilyTransactionInterceptor实现启动事务处理器处理逻辑如下需要注意三个地⽅参数者事务处理器⽂末结语前⾔碎语楼主之前推荐过2pc的分布式事务框架LCN。

今天来详细聊聊TCC事务协议。

⾸先我们了解下什么是tcc,如下图tcc分布式事务协议控制整体业务事务分为三个阶段。

try:执⾏业务逻辑confirm:确定业务逻辑执⾏⽆误后,确定业务逻辑执⾏完成cancel:假如try阶段有问题,执⾏cancel阶段逻辑,取消try阶段的数据这就需要我们在设计业务时,在try阶段多想想业务处理的折中状态,⽐如,处理中,⽀付中,进⾏中等,在confirm阶段变更为处理完成,或者在cancel阶段变更为处理失败。

以电商下单为例假设我们有⼀个电商下单的业务,有三个服务组成,订单服务处理下单逻辑,库存服务处理减库存逻辑,⽀付服务处理减账户余额逻辑。

在下单服务⾥先后调⽤减库存和减余额的⽅法。

如果使⽤tcc分布式事务来协调事务,我们服务就要做如下设计:订单服务:try:⽀付状态设置为⽀付中confirm:设置为⽀付完成cancel:设置为⽀付失败库存服务:多加⼀个锁定库存的字段记录,⽤于记录业务处理中状态try:总库存-1,锁定库存+1confirm:锁定库存-1cancel:总库存+1,锁定库存-1⽀付服务:多加⼀个冻结⾦额的字段记录,⽤于记录业务处理中状态try:余额-1,冻结⾦额+1confirm:冻结⾦额-1cancel:余额+1,冻结⾦额-1tcc分布式事务在这⾥起到了⼀个事务协调者的⾓⾊。

真实业务只需要调⽤try阶段的⽅法。

confirm和cancel阶段的额⽅法由tcc框架来帮我们调⽤完成最终业务逻辑。

分布式系统架构设计

分布式系统架构设计

分布式系统架构设计分布式系统架构设计是指将一个大型系统拆分成多个子系统,并通过网络连接起来,使得这些子系统能够并行工作,共同完成系统的功能需求。

在设计分布式系统架构时,需要考虑诸多因素,如可扩展性、容错性、数据一致性、性能等。

下面将从这些方面详细介绍分布式系统架构设计的内容。

首先,可扩展性是设计分布式系统的重要考虑因素之一、随着系统的规模增大,系统可能面临更高的负载压力,需要通过增加计算节点等方式来增加系统的容量。

因此,在设计分布式系统架构时,需要考虑如何实现系统的横向扩展性,使得新的节点能够简单地加入到系统中,并能够平衡负载。

其次,容错性也是一个关键的设计目标。

由于分布式系统中存在着网络延迟、节点故障等问题,因此需要考虑如何在节点故障时保证系统的正常运行。

通常的做法是通过冗余设计来提高系统的容错性,例如通过备份机制保证数据的可靠性,通过使用容器化技术保证节点的可替换性等。

数据一致性是分布式系统设计中的一个重要问题。

由于数据在不同的子系统中存储和处理,可能会面临数据一致性的问题。

在设计分布式系统架构时,可以采用两阶段提交协议、Paxos算法等技术来保证数据的一致性。

此外,还可以通过使用一致性哈希算法来解决数据分片的问题,将数据均匀地分布在不同的节点上,从而提高系统的性能。

性能是设计分布式系统时要考虑的另一个重要因素。

在分布式系统中,数据需要在不同的节点之间传输和处理,因此网络延迟、带宽等因素会影响系统的性能。

在架构设计时,可以使用缓存技术、异步消息队列等手段来优化系统的性能。

此外,还可以通过选择合适的数据存储引擎、调优系统配置等方式来提高系统的性能。

此外,随着云计算、大数据、物联网等技术的兴起,分布式系统架构设计面临着新的挑战和需求。

例如,在设计分布式系统架构时,需要考虑如何将系统部署在云环境中,充分利用云计算资源;如何处理大规模的数据流,实现实时分析和响应;如何处理大量的设备连接,保证系统的可扩展性和性能等。

微服务软件架构设计模式及其应用

微服务软件架构设计模式及其应用

I G I T C W技术 应用Technology Application102DIGITCW2024.011 微服务软件架构概述随着软件生态系统的发展,子系统与组件之间的调用关系日益复杂。

为了应对复杂应用的需求,软件设计模型从单体架构逐步转变为面向服务架构和微服务架构。

单体架构模型一般包括三层:表示层、业务逻辑层和数据访问层,这种模型将应用程序划分为几个不同的部分,每个部分都有自己的功能和职责,但是它们都运行在同一个进程中,共享同一个数据库。

面向服务架构模型则是将应用程序分解为多个小型自治的服务,每个服务都有自己的独立进程和数据存储,彼此之间通过轻量级的通信机制进行交互。

这种架构模型具有更好的可扩展性、可维护性和可重用性,可以更好地适应复杂的应用场景。

服务之间的调用关系也会变得更加复杂,因此需要一些特殊的技术来管理服务之间的通信和交互[1]。

这种架构模型常用的技术包括RESTful API 、消息队列、RPC (远程过程调用)等。

其中,RESTful API 是一种基于HTTP 的Web 服务架构,可以帮助开发人员构建可扩展的、易于理解和维护的API ;消息队列是一种异步通信机制,可以帮助开发人员解耦服务间的依赖关系;RPC 是一种远程过程调用机制,可以使服务之间进行高效的远程调用[2]。

除了这些技术,面向服务架构还需要一些管理工具和平台来管理服务的注册、发现、部署、监控和管理等方面的工作。

微服务架构模型是一种面向服务架构的进一步演进,它主要将应用程序分解为更小的、独立的服务单元,每个服务单元都具有自己的进程和数据存储,并使用轻量级通信机制进行交互。

相较于面向服务架构,微服务架构模型具有“高内聚低耦合”的特点,其中高内聚指的是一个微服务内部的各个组件之间的联系比较紧密,彼此之间协作完成一些特定的功能,对外部的其他服务来说则是黑盒子,只需要知道它的接口即可;低耦合指的是微服务之间的联系比较松散,彼此之间不会过多地依赖,通过定义好的API微服务软件架构设计模式及其应用吴 凡,卞建玲,宋振乾,李庶衍,焦文韬(北京中电普华信息技术有限公司,北京 102200)摘要:文章从微服务架构的概念入手,分析微服务软件架构设计原则,探究微服务软件架构设计模式及其应用,旨在为开发人员和架构师提供有关微服务架构设计模式的全面知识,帮助他们更好地应用微服务架构模式开发高质量的软件应用。

分布式系统架构的设计原则

分布式系统架构的设计原则

分布式系统架构的设计原则随着信息技术的快速发展和互联网的普及,分布式系统逐渐成为了现代计算机系统设计的重要组成部分。

分布式系统的设计涉及到多个计算节点之间的通讯和协作,因此需要遵循一些设计原则以确保系统的可靠性、可扩展性和性能。

一、模块化设计原则分布式系统的设计应当遵循模块化的原则,将系统划分为若干个独立的模块,每个模块负责不同的功能。

模块化设计可以提高系统的可维护性和可扩展性,降低系统的复杂度。

同时,每个模块应当具有高内聚性和低耦合性,模块之间的依赖关系应当尽量减少,从而提高系统的灵活性和可测试性。

二、可靠性设计原则分布式系统的可靠性是设计中最重要的考虑因素之一。

为了提高分布式系统的可靠性,设计人员应当采取如下措施:1. 多副本机制:将数据和计算任务复制到不同的计算节点上,以防止单个节点的故障导致系统的不可用性。

2. 容错机制:使用冗余和恢复机制来防止节点的故障对系统的影响,比如使用冗余的网络连接和故障自动转移技术。

3. 监控和诊断:设计系统时考虑到监控和诊断的能力,以便及时发现和解决潜在的故障。

三、可扩展性设计原则分布式系统通常需要应对大规模的用户和数据量,因此可扩展性是一个重要的设计目标。

设计人员应当采取如下措施:1. 水平扩展:将系统划分为若干个独立的子系统,并将用户请求和数据分配到不同的子系统上,以提高系统的处理能力和吞吐量。

2. 异步通信:采用异步通信的方式可以降低系统的延迟和提高并发处理能力。

3. 负载均衡:合理地分配计算任务和数据负载,以防止系统中某些节点的压力过大。

四、安全性设计原则分布式系统涉及到多个计算节点和网络通信,安全性是一个重要的设计考虑因素。

为了确保分布式系统的安全性,设计人员应当采取如下措施:1. 访问控制:通过身份验证和授权机制,确保只有合法的用户能够访问系统的资源。

2. 数据加密:对敏感数据进行加密,以防止数据泄露或篡改。

3. 日志和审计:记录系统的操作日志,并定期进行审计,以便发现潜在的安全问题。

架构设计中的数据一致性和可靠性保证

架构设计中的数据一致性和可靠性保证

架构设计中的数据一致性和可靠性保证在当今信息化社会中,数据的一致性和可靠性对于系统的架构设计至关重要。

无论是大型企业的业务系统,还是互联网应用,数据的正确性和一致性直接影响着系统的可靠性和用户的满意度。

因此,在架构设计中,我们应该重视数据一致性和可靠性保证的方案和机制。

一、数据一致性的概述所谓数据一致性,是指在一个分布式系统中,各个节点的数据副本保持一致的状态,即使在面临故障或并发操作的情况下也能够保持数据的统一性。

数据一致性的实现需要解决分布式系统的数据同步、更新以及冲突处理等问题。

常见的数据一致性模型包括强一致性、弱一致性和最终一致性。

1. 强一致性强一致性要求分布式系统的所有节点在任何时刻都能读取到最新的数据,并且多个并发操作的执行结果必须与按照某个线性顺序执行的结果一致。

实现强一致性往往需要在系统中引入分布式事务机制,保证每个操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。

2. 弱一致性弱一致性允许分布式系统的不同节点之间在一段时间内存在数据的不一致状态。

数据更新的延迟和复制策略是弱一致性的主要特点,为了提高系统的性能,可以采用异步复制方式,允许数据在不同节点之间存在一定的延迟。

3. 最终一致性最终一致性是介于强一致性和弱一致性之间的一种折中方案。

它允许分布式系统的不同节点在经过一段时间的同步后最终达到一致的状态。

最终一致性下的数据更新通过版本控制和合并策略来保证数据的一致性。

二、数据一致性保证的技术手段为了在架构设计中确保数据的一致性,我们可以采用以下技术手段:1. 分布式事务分布式事务机制可以保证多个操作在不同节点上的数据更新是原子性的,要么全部执行成功,要么全部回滚。

常见的分布式事务协议包括两阶段提交(2PC)和补偿事务(TCC)等。

2. 数据复制与同步数据复制和同步是实现数据一致性的重要手段。

通过主从复制、多副本复制或者分片复制等方式,将数据在不同的节点间进行复制和同步,确保数据在多个节点上保持一致。

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分布式事务架构设计现今互联网界,分布式系统和微服务架构盛行。

一个简单操作,在服务端非常可能是由多个服务和数据库实例协同完成的。

在一致性要求较高的场景下,多个独立操作之间的一致性问题显得格外棘手。

基于水平扩容能力和成本考虑,传统的强一致的解决方案(e.g.单机事务)纷纷被抛弃。

其理论依据就是响当当的CAP原理。

往往为了可用性和分区容错性,忍痛放弃强一致支持,转而追求最终一致性。

分布式系统的特性在分布式系统中,同时满足CAP定律中的一致性Consistency、可用性Availability和分区容错性Partition Tolerance三者是不可能的。

在绝大多数的场景,都需要牺牲强一致性来换取系统的高可用性,系统往往只需要保证最终一致性。

CAP理解:•Consistency:强一致性就是在客户端任何时候看到各节点的数据都是一致的(All nodes see the same data at the same time)。

•Availability:高可用性就是在任何时候都可以读写(Reads and writes always succeed)。

•Partition Tolerance:分区容错性是在网络故障、某些节点不能通信的时候系统仍能继续工作(The system continue to operate despite arbitrary message loss or failure of part of the the system)。

以实际效果而言,分区相当于对通信的时限要求。

系统如果不能在时限内达成数据一致性,就意味着发生了分区的情况,必须就当前操作在C和A之间做出选择。

ACID理解:•Atomicity 原子性:一个事务中的所有操作,要么全部完成,要么全部不完成,不会结束在中间某个环节。

事务在执行过程中发生错误,会被回滚到事务开始前的状态,就像这个事务从来没有执行过一样。

•Consistency 一致性:在事务开始之前和事务结束以后,数据库的完整性没有被破坏。

•Isolation 隔离性:数据库允许多个并发事务同时对其数据进行读写和修改的能力,隔离性可以防止多个事务并发执行时由于交叉执行而导致数据的不一致。

•Durability 持久性:事务处理结束后,对数据的修改就是永久的,即便系统故障也不会丢失。

分布式事务的基本介绍分布式事务服务(Distributed Transaction Service,DTS)是一个分布式事务框架,用来保障在大规模分布式环境下事务的最终一致性。

CAP理论告诉我们在分布式存储系统中,最多只能实现上面的两点。

而由于当前的网络硬件肯定会出现延迟丢包等问题,所以分区容忍性是我们必须需要实现的,所以我们只能在一致性和可用性之间进行权衡。

为了保障系统的可用性,互联网系统大多将强一致性需求转换成最终一致性的需求,并通过系统执行幂等性的保证,保证数据的最终一致性。

数据一致性理解:•强一致性:当更新操作完成之后,任何多个后续进程或者线程的访问都会返回最新的更新过的值。

这种是对用户最友好的,就是用户上一次写什么,下一次就保证能读到什么。

根据CAP 理论,这种实现需要牺牲可用性。

•弱一致性:系统并不保证后续进程或者线程的访问都会返回最新的更新过的值。

系统在数据写入成功之后,不承诺立即可以读到最新写入的值,也不会具体的承诺多久之后可以读到。

•最终一致性:弱一致性的特定形式。

系统保证在没有后续更新的前提下,系统最终返回上一次更新操作的值。

在没有故障发生的前提下,不一致窗口的时间主要受通信延迟,系统负载和复制副本的个数影响。

DNS 是一个典型的最终一致性系统。

常用的分布式技术说明1. 本地消息表这种实现方式的思路是源于ebay,其基本的设计思想是将远程分布式事务拆分成一系列的本地事务。

举个经典的跨行转账的例子来描述。

第一步伪代码如下,扣款1W,通过本地事务保证了凭证消息插入到消息表中。

第二步,通知对方银行账户上加1W了,通常采用两种方式:•采用时效性高的MQ,由对方订阅消息并监听,有消息时自动触发事件。

•采用定时轮询扫描的方式,去检查消息表的数据。

2. 消息中间件【非事务性的消息中间件】还是以上述提到的跨行转账为例,我们很难保证在扣款完成之后对MQ投递消息的操作就一定能成功。

这样一致性似乎很难保证。

我们来分析下可能的情况:•操作数据库成功,向MQ中投递消息也成功,皆大欢喜。

•操作数据库失败,不会向MQ中投递消息了。

•操作数据库成功,但是向MQ中投递消息时失败,向外抛出了异常,刚刚执行的更新数据库的操作将被回滚。

从上面分析的几种情况来看,基本上能保证发送者发送消息的可靠性。

我们再来分析下消费者端面临的问题:•消息出列后,消费者对应的业务操作要执行成功。

如果业务执行失败,消息不能失效或者丢失。

需要保证消息与业务操作一致。

•尽量避免消息重复消费。

如果重复消费,也不能因此影响业务结果。

【支持事务的消息中间件】除了上面介绍的通过异常捕获和回滚的方式外,还有没有其他的思路呢?阿里巴巴的RocketMQ中间件就支持一种事务消息机制,能够确保本地操作和发送消息达到本地事务一样的效果。

•第一阶段,RocketMQ在执行本地事务之前,会先发送一个Prepared消息,并且会持有这个消息的地址。

•第二阶段,执行本地事物操作。

•第三阶段,确认消息发送,通过第一阶段拿到的地址去访问消息,并修改状态,如果本地事务成功,则修改状态为已提交,否则修改状态为已回滚。

但是如果第三阶段的确认消息发送失败了怎么办?RocketMQ会定期扫描消息集群中的事物消息,如果发现了prepare状态的消息,它会向消息发送者确认本地事务是否已执行成功,如果成功是回滚还是继续发送确认消息呢。

RocketMQ会根据发送端设置的策略来决定是回滚还是继续发送确认消息。

这样就保证了消息发送与本地事务同时成功或同时失败。

目前主流的开源MQ(ActiveMQ、RabbitMQ、Kafka)均未实现对事务消息的支持,比较遗憾的是,RocketMQ事务消息部分的代码也并未开源,需要自己去实现。

【理解2PC和3PC协议】为了解决分布式一致性问题,前人在性能和数据一致性的反反复复权衡过程中总结了许多典型的协议和算法。

其中比较著名的有二阶提交协议(2 Phase Commitment Protocol),三阶提交协议(3 Phase Commitment Protocol)。

▪2PC分布式事务最常用的解决方案就是二阶段提交。

在分布式系统中,每个节点虽然可以知晓自己的操作时成功或者失败,却无法知道其他节点的操作的成功或失败。

当一个事务跨越多个节点时,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参与者节点的操作结果并最终指示这些节点是否要把操作结果进行真正的提交。

因此,二阶段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报决定各参与者是否要提交操作还是中止操作。

所谓的两个阶段是指:第一阶段:准备阶段(投票阶段)和第二阶段:提交阶段(执行阶段)。

o第一阶段:投票阶段该阶段的主要目的在于打探数据库集群中的各个参与者是否能够正常的执行事务,具体步骤如下:1. 协调者向所有的参与者发送事务执行请求,并等待参与者反馈事务执行结果。

2. 事务参与者收到请求之后,执行事务,但不提交,并记录事务日志。

3. 参与者将自己事务执行情况反馈给协调者,同时阻塞等待协调者的后续指令。

o第二阶段:事务提交阶段在第一阶段协调者的询盘之后,各个参与者会回复自己事务的执行情况,这时候存在三种可能:1. 所有的参与者回复能够正常执行事务。

2. 一个或多个参与者回复事务执行失败。

3. 协调者等待超时。

对于第一种情况,协调者将向所有的参与者发出提交事务的通知,具体步骤如下:1. 协调者向各个参与者发送commit通知,请求提交事务。

2. 参与者收到事务提交通知之后,执行commit操作,然后释放占有的资源。

3. 参与者向协调者返回事务commit结果信息。

对于第二、三种情况,协调者均认为参与者无法正常成功执行事务,为了整个集群数据的一致性,所以要向各个参与者发送事务回滚通知,具体步骤如下:1. 协调者向各个参与者发送事务rollback通知,请求回滚事务。

2. 参与者收到事务回滚通知之后,执行rollback操作,然后释放占有的资源。

3. 参与者向协调者返回事务rollback结果信息。

两阶段提交协议解决的是分布式数据库数据强一致性问题,其原理简单,易于实现,但是缺点也是显而易见的,主要缺点如下:•单点问题:协调者在整个两阶段提交过程中扮演着举足轻重的作用,一旦协调者所在服务器宕机,那么就会影响整个数据库集群的正常运行,比如在第二阶段中,如果协调者因为故障不能正常发送事务提交或回滚通知,那么参与者们将一直处于阻塞状态,整个数据库集群将无法提供服务。

•同步阻塞:两阶段提交执行过程中,所有的参与者都需要听从协调者的统一调度,期间处于阻塞状态而不能从事其他操作,这样效率及其低下。

•数据不一致性:两阶段提交协议虽然为分布式数据强一致性所设计,但仍然存在数据不一致性的可能,比如在第二阶段中,假设协调者发出了事务commit的通知,但是因为网络问题该通知仅被一部分参与者所收到并执行了commit操作,其余的参与者则因为没有收到通知一直处于阻塞状态,这时候就产生了数据的不一致性。

▪3PC针对两阶段提交存在的问题,三阶段提交协议通过引入一个“预询盘”阶段,以及超时策略来减少整个集群的阻塞时间,提升系统性能。

三阶段提交的三个阶段分别为:can_commit,pre_commit,do_commit。

o第一阶段:can_commit该阶段协调者会去询问各个参与者是否能够正常执行事务,参与者根据自身情况回复一个预估值,相对于真正的执行事务,这个过程是轻量的,具体步骤如下:1. 协调者向各个参与者发送事务询问通知,询问是否可以执行事务操作,并等待回复。

2. 各个参与者依据自身状况回复一个预估值,如果预估自己能够正常执行事务就返回确定信息,并进入预备状态,否则返回否定信息。

o第二阶段:pre_commit本阶段协调者会根据第一阶段的询盘结果采取相应操作,询盘结果主要有三种:1. 所有的参与者都返回确定信息。

2. 一个或多个参与者返回否定信息。

3. 协调者等待超时。

针对第一种情况,协调者会向所有参与者发送事务执行请求,具体步骤如下:1. 协调者向所有的事务参与者发送事务执行通知。

2. 参与者收到通知后,执行事务,但不提交。

3. 参与者将事务执行情况返回给客户端。

在上面的步骤中,如果参与者等待超时,则会中断事务。

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