终于把分布式事务讲明白了！

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《深入浅出Greenplum内核》系列直播已经进行到第七场。错过活动的小伙伴可以前往Greenplum中文社区B站频道观看相关视频，相关PPT均已上传Greenplum中文社区网站（cn.greenplum.org)的下载页面，欢迎获取！现在让我们通过这篇万字长文来回顾一下第七场活动《Greenplum分布式事务》精华内容。

事务处理是数据库系统的核心能力之一，在Greenplum等分布式数据库上实现更为复杂。本文将从四大块内容来为大家讲解Greenplum分布式事务：

• 事务实现原理和Write Ahead Logging（WAL）

• 分布式事务和两阶段提交的原理

• Greenplum两阶段提交协议的实现

• Greenplum两阶段提交协议的优化

一、事务实现原理和Write Ahead Logging（WAL）

事务处理是数据库管理系统的核心功能。数据库管理系统自诞生到现在已经发展了几十年，它能够在各行各业得到如此广泛的应用，一个非常重要的原因就是它提供了对事务的支持。事务是指对是数据库管理系统中的数据对象进行的一系列操作，通常是以begin transaction开始，以end transaction结束，中间包含了对数据对象的一些增删改查等操作。

事务的属性：ACID

那么事务有4个属性，通常被统称为ACID，在下面的表格里，中间栏分别列出了这4个属性的含义。右边栏列举了从数据库系统实现的角度来看，支持这4个属性常用的技术、方法或协议。

Jim Gray于1981年VLDB描述了事务的原子性、一致性和持久性，在此基础上，Haerder和Reuter在1983年中提出了事务的隔离性并提出术语“ACID”，自此，事务的ACID四个性质成为业内标准术语。

下图是一个典型的disk-oriented database的架构。这张图片来自数据库教科书《数据库系统实现》。还有一种数据库叫main-memory database，也就是主存数据库。

Disk-Oriented Database包括一些重要的模块或者子系统。

其中索引、文件、记录管理器也称为资源管理器，它的任务是管理各种数据库资源；缓冲区管理器主要负责管理缓冲区。需要注意一下的是，这里存在两个独立的缓冲区，分别是数据页的buffer pool和log文件的buffer。

存储管理器会负责从存储里面去获取数据页。事务的实现需要多个组件协同工作，事务管理器就负责协调调度、跟踪事务的各个执行阶段和状态；通过资源管理器以及日志和恢复模块，保证实物的原子性和持久性两个属性。并发控制模块会通过锁管理器等模块来保证事物的隔离性。

事存储介质的类型

接着我们再来了解一下数据库存储介质的类型，主要分为三大类。

• 第一类是易失性存储器，包括CPU的寄存器，cache以及主存等。这些存储器的特点是当断电之后，上面的数据就丢失了。

• 第二类存储器是非易失性存储器，包括Disk、SSD、NVM等。这类存储器的特点是如果断电了，对数据不会产生影响。

• 还有一种是稳定存储器，理论上来讲是不可能被保证的，因为只要是物理存储介质都有被损坏的可能性，所以它只是一个概念上的存在。

下图描述了这些不同的存储介质的特点。我们可以看到，越靠近CPU，存储速度越快，容量越小，单位成本越高；越远离CPU在存储访问越慢，容量越大，单位成本越低。

不同硬件的特点会导致访问数据耗时的不均衡性。因此数据库的数据会尽量缓冲在一个buffer pool里进行操作，而不会直接去操作磁盘上的数据文件。

缓冲区Buffer Pool

我们再来了解一下缓冲区(buffer pool)。数据文件以一个个block/page组成，每个页面的大小为32K、64K字节，页面里存放着用户的数据，数据库启动时，buffer pool在内存中开辟一大块空间，按page组织和管理。

• Input（page）： 从磁盘里读page到buffer中去进行操作。

• Output（page）： page更新完毕，把buffer的page写回到磁盘中

• Pin（page）： 如果page被pin住，这个page将不被允许写回磁盘，pin是防止正在修改的数据页被刷到磁盘，加共享锁或者排他锁是为了并发控制。

• Unpin（page）： 操作和Pin相反

缓冲区管理策略

有了buff