分布式事务理解

一、分布式事务

分布式事务就是一个业务操作，是由多个细分操作完成的，而这些细分操作又分布在不同的服务器上；事务，就是这些操作要么全部成功执行，要么全部不执行。

 

二、数据库事务

数据库事务的特性包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durabilily），简称 ACID。

在数据库执行中，多个并发执行的事务如果涉及到同一份数据的读写就容易出现数据不一致的情况，不一致的异常现象有以下几种。

 

脏读，是指一个事务中访问到了另外一个事务未提交的数据。例如事务 T1 中修改的数据项在尚未提交的情况下被其他事务（T2）读取到，如果 T1 进行回滚操作，则 T2 刚刚读取到的数据实际并不存在。

 

不可重复读，是指一个事务读取同一条记录 2 次，得到的结果不一致。例如事务 T1 第一次读取数据，接下来 T2 对其中的数据进行了更新或者删除，并且 Commit 成功。这时候 T1 再次读取这些数据，那么会得到 T2 修改后的数据，发现数据已经变更，这样 T1 在一个事务中的两次读取，返回的结果集会不一致。

 

幻读，是指一个事务读取 2 次，得到的记录条数不一致。例如事务 T1 查询获得一个结果集，T2 插入新的数据，T2 Commit 成功后，T1 再次执行同样的查询，此时得到的结果集记录数不同。

 

不同隔离级别

SQL 标准根据三种不一致的异常现象，将隔离性定义为四个隔离级别（Isolation Level），隔离级别和数据库的性能呈反比，隔离级别越低，数据库性能越高；而隔离级别越高，数据库性能越差，具体如下：

 

（1）Read uncommitted 读未提交

在该级别下，一个事务对数据修改的过程中，不允许另一个事务对该行数据进行修改，但允许另一个事务对该行数据进行读，不会出现更新丢失，但会出现脏读、不可重复读的情况。

 

（2）Read committed 读已提交

在该级别下，未提交的写事务不允许其他事务访问该行，不会出现脏读，但是读取数据的事务允许其他事务访问该行数据，因此会出现不可重复读的情况。

 

（3）Repeatable read 可重复读

在该级别下，在同一个事务内的查询都是和事务开始时刻一致的，保证对同一字段的多次读取结果都相同，除非数据是被本身事务自己所修改，不会出现同一事务读到两次不同数据的情况。因为没有约束其他事务的新增Insert操作，所以 SQL 标准中可重复读级别会出现幻读。

值得一提的是，可重复读是 MySQL InnoDB 引擎的默认隔离级别，但是在 MySQL 额外添加了间隙锁（Gap Lock），可以防止幻读。

 

（4）Serializable 串行化

该级别要求所有事务都必须串行执行，可以避免各种并发引起的问题，效率也最低。

 

 

• 分布式事务产生的原因

   在实际开发中，分布式事务产生的原因主要来源于存储和服务的拆分

1. 分布式存储产生的事务问题

      

   当业务量到达一定数据量就要考虑存储的分库分表。存储层拆分，最典型的就是数据库分库分表。在业务中如果需要进行跨库或者跨表写操作，同时要保证数据的一致性，就产生了分布式事务问题。

 

1. 服务拆分引起的事务问题

   

当服务从单体架构拆分成微服务后，由于一个操作往往会需要调用多个服务进行协同处理，此时也会引起分布式事务问题。比如电商用户下单操作，就会涉及到会员、订单、库存和支付等服务的调用，这几个操作如果有一个失败，那下单操作也就完不成，这就需要分布式事务来保证了。

 

 

 

四、分布式事务解决方案

分布式事务的解决方案，典型的有两阶段和三阶段提交协议、 TCC 分段提交，和基于消息队列的最终一致性设计。

 

2PC 两阶段提交

两阶段提交（2PC，Two-phase Commit Protocol）是非常经典的强一致性、中心化的原子提交协议，在各种事务和一致性的解决方案中，都能看到两阶段提交的应用。

 

3PC 三阶段提交

三阶段提交协议（3PC，Three-phase_commit_protocol）是在 2PC 之上扩展的提交协议，主要是为了解决两阶段提交协议的阻塞问题，从原来的两个阶段扩展为三个阶段，增加了超时机制。

 

TCC 分段提交

TCC 是一个分布式事务的处理模型，将事务过程拆分为 Try、Confirm、Cancel 三个步骤，在保证强一致性的同时，最大限度提高系统的可伸缩性与可用性。

 

基于消息队列的最终一致性

 

 

异步化在分布式系统设计中随处可见，基于消息队列的最终一致性就是一种异步事务机制，在业务中广泛应用。

 

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