分布式数据库的事务

分库/分表的扩展模式

• 中间层可以将数据拆解成，对不同数据库进行访问，然后将访问结果在中间层进行汇总。
• 局限性：一个事务的访问在不同的数据库中，如：转账，一个account在数据库A，另一个在数据库B，会将一个事务拆解成两个事务，就很难保证事物的原子性，以及其他的一些性质。 此时，需要将中间层再加一些性质，来保证事物的性质ACID；如：mysql中在数据库中都会提供一些接口给中间件，去做分布式数据库的处理。
• 优点：将数据库之间的通讯降到最低，因为会在意如何拆分业务使负载均衡，在意逻辑；基本大部分都是用这样的扩展方式，这种扩展方式更强。

并行/分布式数据库

• 在数据库内部拆分数据，分到不同节点上执行。此时应用访问数据库就向访问单机数据库一样，对应用友好。
• 优点：不需要将一个查询拆分为子查询，可以分给不同节点不同的东西。不存在对数据库访问受到局限性。
• 局限性：数据库并行/分布式的方式不能做到对应用透明；会采取直接的方式分数据，会导致扩展性上不去，应用和数据库协调的不好

分布式事务

• 有多个节点，其中有一个节点接受到请求，会分发任务到其他节点去执行，那么该节点为主节点（coordinator），其他节点为从节点（participant）
• 认为主节点就做组织工作，不做其他事物；主节点要满足ACID，主节点可以是APP/DB

分布式并发控制 —— ACID

• 问题：将T,T’拆分，分发给下面的其他节点，当主节点不做任务时，是否能保障事务的可串行化。即T在T’前 ，或者，T’在T前。
  • 不能，在其他的节点上分别为T1,T1’; T2,T2’; T3,T3’; 在每个数据库上都能保证各自的可串行化，但每个子节点出来的结果可以先后不一定，整体而言就不可串行化啦。
• 怎么保证可串行化？

  • 要保证在子节点上执行的次序是一致的。怎么保证？

    • 避免形成环
      • 保证每个单节点的调度是可串行化的
      • 保证全局事务的所有每个子事务在每个节点上都是同样的顺序进行
        • 避免形成环，即T1——> T2 on site X，T2——> T1 on site Y ；两者可以相互通信去避免环。

  • 加个全局锁（两种方法）

    • Centralized 2PL：在分布式中选择一个节点，让它做锁管理；那么不可串行化的结果就不会出现了。在X,Y上加锁，可能会出现死锁问题；要先结束掉事务，即T1,T2都希望自己快点结束掉。如果两者都先访问x时，就是可以的；如果两者串行访问的话，会导致死锁。（事务结束掉就解锁）

      • 锁管理的那个节点，可能负载过高；性能上不去，每个节点都要去加锁解锁。

        • 因此提出了distributed 2PL

      • 但两段锁并不要求事务必须一次性将所有要使用的数据全部加锁，这一点与一次性封锁不同，这就是遵守两段锁协议仍可能发生死锁的原因所在。

      • 集中式的是将所用数据的全部副本都封锁，然后操作

        • 再这个节点上有什么样的数据，那就管理什么样的锁
          • 将锁分布到每个节点上，也能达到前者的效果
          • 缺点：查死锁的话，需要结合多个节点的；此种情况下，认为时间长了就是死锁了，但很难去把握时间大小（有可能有的事务时间很长）

分布式数据库基本封锁算法

• 分布式封锁方法：
  • 主站点封锁法：
    • 定义一个站点为主站点，负责系统全部封锁管理
    • 所有站点都向主站点提出封锁和解锁请求，由它去处理
    • 缺点：
      • 所有封锁请求都送往单个站点，容易由于超负荷造成“瓶颈”
      • 主站点故障造成会使系统瘫痪，封锁消息都在这里，制约了系统可用性和可靠性

分布式数据库的 A 和 D

• 每个节点都有自己的日志，能保证各自的原子性和持久性，但不能保证整个事务的原子性；因此什么策略可以保证要么都提交，要么都撤销？
  • 两阶段提交（2PC)：在commit之前，主节点询问子节点是否可以提交；若是都可以提交，就提交；如果其中一个不能提交，就撤销任务。由cooertor决定是否可以提交。
• 系统故障问题：（在两阶段提交中，不响应的后果）
  • 当在prepared过程中，一个从节点timeout，那么主节点撤销该任务。
  • 在commit过程中，一个从节点timeout，主节点不断给这个从节点发commit
  • 在所有的从节点都已经prepared好了，主节点timeout了，此时有可能有部分从节点接收到了主节点的消息；从节点之间相互广播，协商，如是否有人收到主节点消息，如果有一个从节点说主节点已经让它提交；那么这个时候从节点都能提交啦；如果没有从节点收到主节点的消息，