两阶段提交2PC原理

 

两阶段提交(Two-Phase Commit, 2PC)​​ 是分布式系统中实现强一致性事务的核心协议,用于确保跨多个节点的操作要么全部成功提交,要么全部失败回滚。其核心思想是通过协调者(Coordinator)与参与者(Participant)的协作,解决分布式事务的原子性问题。


两阶段提交的流程

阶段一:准备阶段(Prepare Phase)​
  1. 事务发起

    • 协调者向所有参与者发送 ​**PREPARE**​ 请求,包含事务的详细信息(如操作类型、数据版本等)。
  2. 参与者执行事务

    • 参与者收到请求后,执行本地事务操作​(如写入数据),但不提交
    • 参与者记录事务的 ​undo 日志​(用于回滚)和 ​redo 日志​(用于故障恢复)。
  3. 反馈准备状态

    • 参与者向协调者返回 ​**YES​(可提交)或 ​NO**​(不可提交)。
    • 若参与者无法提交(如磁盘满、死锁),直接返回失败。

阶段二:提交阶段(Commit Phase)​
  1. 协调者决策

    • 如果所有参与者均返回 ​**
基于径向基函数神经网络RBFNN的自适应滑模控制学习(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了基于径向基函数神经网络(RBFNN)的自适应滑模控制方法,并提供了相应的Matlab代码实现。该方法结合了RBF神经网络的非线性逼近能力和滑模控制的强鲁棒性,用于解决复杂系统的控制问题,尤其适用于存在不确定性和外部干扰的动态系统。文中详细阐述了控制算法的设计思路、RBFNN的结构与权重更新机制、滑模面的构建以及自适应律的推导过程,并通过Matlab仿真验证了所提方法的有效性和稳定性。此外,文档还列举了大量相关的科研方向和技术应用,涵盖智能优化算法、机器学习、电力系统、路径规划等多个领域,展示了该技术的广泛应用前景。; 适合人群:具备一定自动控制理论基础和Matlab编程能力的研究生、科研人员及工程技术人员,特别是从事智能控制、非线性系统控制及相关领域的研究人员; 使用场景及目标:①学习和掌握RBF神经网络与滑模控制相结合的自适应控制策略设计方法;②应用于电机控制、机器人轨迹跟踪、电力电子系统等存在模型不确定性或外界扰动的实际控制系统中,提升控制精度与鲁棒性; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行仿真实践,深入理解算法实现细节,同时可参考文中提及的相关技术方向拓展研究思路,注重理论分析与仿真验证相结合。
### 阶段提交协议与三阶段提交协议的工作原理 #### 阶段提交协议 (2PC) 阶段提交协议涉及类主要角色:协调者(Coordinator)和参与者(Participant),其中协调者负责整个分布式事务的提交过程,而参与者则执行具体的事务操作并向协调者汇报结果[^1]。 该协议分为准备阶段提交阶段: - **准备阶段**:协调者向所有参与者发送`prepare`消息,询问是否可以提交事务。如果所有参与者均回复同意,则进入下一阶段;若有任意一个参与者拒绝或未响应超时,则取消整个事务。 - **提交阶段**:当所有参与者都准备好后,协调者会发出最终决定——要么是全局提交命令,即让各节点真正提交其本地更改;要么是回滚指令,指示撤销之前所做的准备工作。此过程中任何一步失败都将触发回滚流程以保持系统的整体一致性状态[^4]。 ```python def two_phase_commit(coordinator, participants): try: # 准备阶段 for p in participants: response = coordinator.send_prepare(p) if not response.is_ok(): raise Exception("Prepare failed") # 提交阶段 for p in participants: coordinator.send_commit(p) except Exception as e: for p in participants: coordinator.send_rollback(p) ``` #### 三阶段提交协议 (3PC) 为了克服2PC存在的某些局限性,比如长时间等待以及单点故障风险等问题,提出了改进版的三阶段提交协议。相比前者增加了预提交阶段,并允许部分成员提前得知最终决策,从而减少了不确定期间内的资源锁定时间[^2]。 具体来说,3PC包含三个阶段: - **CanCommit 阶段**:协调者先发起一轮询问,确认是否有足够的条件继续进行后续步骤。只有当所有参与方都能保证能够顺利完成之后的操作才会进入到下一个PreCommit阶段; - **PreCommit 阶段**:一旦收到肯定答复,协调者便通知各个站点做好预备工作,但此时并不立即生效变更。这一轮交互结束后,即使网络暂时中断也不会影响到已经达成的一致意见; - **DoCommit 或 Abort 阶段**:最后由协调者广播真正的提交还是终止的消息给所有的参与者去同步执行相应的动作。这种方式有效地降低了因中途出现问题而导致的数据不一致的风险。 ```python def three_phase_commit(coordinator, participants): try: # CanCommit阶段 can_commit_responses = [] for p in participants: response = coordinator.ask_can_commit(p) can_commit_responses.append(response) all_agree = all([r.is_yes() for r in can_commit_responses]) if not all_agree: return # PreCommit阶段 precommit_responses = [] for p in participants: response = coordinator.pre_commit(p) precommit_responses.append(response) final_decision = "COMMIT" if all([r.is_ready() for r in precommit_responses]) else "ABORT" # DoCommit/Abort阶段 for p in participants: coordinator.finalize_transaction(p, final_decision) except Exception as e: handle_exception(e) ```
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