无非就是在分布式或者集群的环境下,业务上存在很多上游调用下游链,所以存在是了事务或者数据不一致的情况。
第一阶段:
- 协调者 向所有的 参与者 发送事务预处理请求,称之为Prepare,并开始等待各 参与者 的响应。
- 各个 参与者 节点执行本地事务操作,但在执行完成后并不会真正提交数据库本地事务,而是先向 协调者 报告说:“我这边可以处理了/我这边不能处理”。.
- 如果 参与者 成功执行了事务操作,那么就反馈给协调者 Yes 响应,表示事务可以执行,如果没有 参与者 成功执行事务,那么就反馈给协调者 No 响应,表示事务不可以执行。
图就不放了,很简单 第二阶段:成功
- 协调者 向 所有参与者 节点发出Commit请求.
- 参与者 收到Commit请求之后,就会正式执行本地事务Commit操作,并在完成提交之后释放整个事务执行期间占用的事务资源。
缺点:
- 性能问题:无论是在第一阶段的过程中,还是在第二阶段,所有的参与者资源和协调者资源都是被锁住的,只有当所有节点准备完毕,事务 协调者 才会通知进行全局提交,参与者 进行本地事务提交后才会释放资源。这样的过程会比较漫长,对性能影响比较大。
- 单节点故障: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 还都处于锁定事务资源的状态中,而无法继续完成事务操作。(虽然协调者挂掉,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)
2PC出现单点问题的三种情况:
- 协调者正常,参与者宕机:由于 协调者 无法收集到所有 参与者 的反馈,会陷入阻塞情况。解决方案:引入超时机制,如果协调者在超过指定的时间还没有收到参与者的反馈,事务就失败,向所有节点发送终止事务请求。
- 协调者宕机,参与者正常:无论处于哪个阶段,由于协调者宕机,无法发送提交请求,所有处于执行了操作但是未提交状态的参与者都会陷入阻塞情况.解决方案:引入协调者备份,同时协调者需记录操作日志.当检测到协调者宕机一段时间后,协调者备份取代协调者,并读取操作日志,向所有参与者询问状态。
- 协调者和参与者都宕机
对2pc的优化
- 引入超时机制
- 在第一阶段和第二阶段中插入一个准备阶段,尝试获取数据库锁。如果可以就yes
Try-Confirm-Cancel
- 先是服务调用链路依次执行 Try 逻辑。
- 如果都正常的话,TCC 分布式事务框架推进执行 Confirm 逻辑,完成整个事务。
- 如果某个服务的 Try 逻辑有问题,TCC 分布式事务框架感知到之后就会推进执行各个服务的 Cancel 逻辑,撤销之前执行的各种操作。
这就是所谓的 TCC 分布式事务。TCC 分布式事务的核心思想,说白了,就是当遇到下面这些情况时:
- 某个服务的数据库宕机了。
- 某个服务自己挂了。
- 那个服务的 Redis、Elasticsearch、MQ 等基础设施故障了。
- 某些资源不足了,比如说库存不够这些。
先来 Try 一下,不要把业务逻辑完成,先试试看,看各个服务能不能基本正常运转,能不能先冻结我需要的资源。
如果 Try 都 OK,也就是说,底层的数据库、Redis、Elasticsearch、MQ 都是可以写入数据的,并且你保留好了需要使用的一些资源(比如冻结了一部分库存)。
接着,再执行各个服务的 Confirm 逻辑,基本上 Confirm 就可以很大概率保证一个分布式事务的完成了。
那如果 Try 阶段某个服务就失败了,比如说底层的数据库挂了,或者 Redis 挂了,等等。
此时就自动执行各个服务的 Cancel 逻辑,把之前的 Try 逻辑都回滚,所有服务都不要执行任何设计的业务逻辑。保证大家要么一起成功,要么一起失败。
等一等,你有没有想到一个问题?如果有一些意外的情况发生了,比如说订单服务突然挂了,然后再次重启,TCC 分布式事务框架是如何保证之前没执行完的分布式事务继续执行的呢?
所以,TCC 事务框架都是要记录一些分布式事务的活动日志的,可以在磁盘上的日志文件里记录,也可以在数据库里记录。保存下来分布式事务运行的各个阶段和状态。
问题还没完,万一某个服务的 Cancel 或者 Confirm 逻辑执行一直失败怎么办呢?
那也很简单,TCC 事务框架会通过活动日志记录各个服务的状态。举个例子,比如发现某个服务的 Cancel 或者 Confirm 一直没成功,会不停的重试调用它的 Cancel 或者 Confirm 逻辑,务必要它成功!
当然了,如果你的代码没有写什么 Bug,有充足的测试,而且 Try 阶段都基本尝试了一下,那么其实一般 Confirm、Cancel 都是可以成功的!
在上面的通用方案设计里,完全依赖可靠消息服务的各种自检机制来确保:
- 如果上游服务的数据库操作没成功,下游服务是不会收到任何通知。
- 如果上游服务的数据库操作成功了,可靠消息服务死活都会确保将一个调用消息投递给下游服务,而且一定会确保下游服务务必成功处理这条消息。
通过这套机制,保证了基于 MQ 的异步调用/通知的服务间的分布式事务保障。其实阿里开源的 RocketMQ,就实现了可靠消息服务的所有功能,核心思想跟上面类似。