标签:降级 2pc 取数 分布式 默认 核心 成功 confirm 理论
1. CAP理论
C: Consistency 一致性
A: Availability 可用性
P: Partition tolerance 分区容错性
CAP定理:一个分布式系统不可能同时满足CAP三个要求,最多只能同时满足其中两项。
1.1. CA:
放弃分区容错性,所有数据放一个节点,退回单机模式。
1.2. CP:
放弃可用性,一旦网络故障,受影响服务需要等待恢复时间,系统处于不可用状态。
1.3. AP:
放弃一致性,这里指放弃强一致性,确保最终一致性。大多数分布式系统的选择。
2. BASE理论
BASE: Base Available(基本可用),Soft state(软状态), Eventually consistent(最终一致性)。
BASE是对CAP一致性和可用性权衡的结果。
1. 基本可用:指分布式系统出现不可预知故障时,允许损失部分可用性,响应时间合理延长,服务上适当降级。
2. 软状态: 允许分布式系统中的数据处于中间状态,允许各节点数据同步时存在延时。
3. 最终一致性:允许系统中所有数据副本,在经过一段时间同步后,最终能够达到一个一致的状态。不需要实时保证系统的数据一致性。
3. 两阶段提交(2PC)
数据库支持2PC,又叫XA transactions。
MySQL从5.5版,Oracle从7版,SQL Server 2005开始支持。
XA是一个两阶段提交协议,协议分两阶段:
第一阶段:事务协调器要求每个涉及到事务的数据库预提交/投票(pre commit)此操作,并反映是否可以提交。
第二阶段:事务协调器要求每个数据库提交数据。
如果有任何一个数据库否决此次提交,那么所有数据库都会被要求回滚它们在此事务中的那部分信息。
预提交/投票阶段:
事务协调者(事务管理器)给每个参与者(资源管理器)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。
提交阶段:
如果协调者收到了参与者的失败消息或者超时,直接给每个参与者发送回滚(Rollback)消息;
否则,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
程中使用的锁资源。(注意:必须在最后阶段释放锁资源)
2PC缺点:
1. 同步阻塞。 执行过程中,所有节点都是事务阻塞的。
2. 单点故障。
2.1. 协调者正常,参与者宕机
协调者无法收集到所有参与者反馈,会陷入阻塞。
2.2. 协调者宕机,参与者正常
无论哪个阶段,协调者挂了,则无法发送提交请求,参与者会陷入阻塞。
2.3. 协调者与参与者都宕机
1). 发生在第一阶段,由于参与者都没有真正commit,则可以重新选出协调者,再执行2PC。
2). 发生在第二阶段,并且挂了的参与者在挂之前并没有收到协调者指令。这种情况,新的协调者重新执行2PC。
3). 发生在第二阶段,有部分参与者已经commit,产生数据不一致(脑裂)。2PC无法解决!
4). 协调者发出commit后挂了,唯一接收到这条消息的参与者同时也挂了。则即使选举出新的协调者,这条事务状态也不确定,没人知道事务是否被已经提交。
4. 三阶段提交(3PC)
3PC是2PC的改进版。
3PC改进点:
1. 同时在协调者和参与者引入超时机制。
2. 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者状态时一致的。
3PC有CanCommit, PreCommit, DoCommit三个阶段。
1. CanCommit阶段:
2PC的第一阶段是本地事务执行结束后,最后不Commit。3PC的CanCommit是指尝试获取数据库锁,如果可以就返回Yes,进入预备状态,否则返回No。
2. PreCommit阶段:
如果上一阶段所有参与者都返回Yes,则进入PreCommit阶段进行事务预提交。这里协调者和参与者都引入超时机制。
假如有任何一个参与者向协调者发送No,或者等待超时之后,协调者还没有收到参与者响应,则执行事务中断。
3. DoCommit阶段:
真正进行事务提交。
包括 1. 协调者发送提交请求;2.参与者提交事务;3.参会者响应反馈(向协调者发送ACK);4.协调者确定事务完成。
5. TCC事务
TCC: Try / Confirm / Cancel,可归纳为补偿型事务。
核心思想:针对每个操作,都有有一个与其对应的确认和补偿(撤销)操作。
Try: 针对业务操作做检测(一致性)和资源预留(隔离性)。
Confirm:对业务进行确认提交。默认Try成功并开始执行Confirm,Confirm一定成功。
Cancel: 在业务执行错误,需要回滚时执行业务补偿,释放预留资源。
TCC优点:
1. 解决协调者单点故障的问题。
2. 引入超时后进行补偿,并不会锁定整个资源,事务颗粒的变小。
3. 通过补偿机制,由业务操作管理数据一致性。
TCC缺点: 开发复杂,每个目标字段都需要一个预留(冻结)字段,需要写很多补偿代码,在一些业务场景不太好定义和处理。
TCC使用场景:钱,金融等对事务要求非常高的核心业务场景。
总结: TCC使用于大部分接口是同步调用的场景,要么一起成功,要么一起回滚。但在实际系统中,可能服务之间的调用时异步的,通过消息中间件。
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