分布式事务

分布式事务

指事务的操作位于不同的节点上，需要保证事务的 ACID （事务四大特性）特性。例如在下单场景下，库存和订单如果不在同一个节点上，就涉及分布式事务。

分布式锁和分布式事务区别：

• 锁问题的关键在于进程操作的互斥关系，例如多个进程同时修改账户的余额，如果没有互斥关系则会导致该账户的余额不正确。
• 而事务问题的关键则在于事务涉及的一系列操作需要满足 ACID 特性，例如要满足原子性操作则需要这些操作要么都执行，要么都不执行。

 

一 2PC

两阶段提交（Two-phase Commit，2PC），通过引入协调者（Coordinator）来协调参与者（分布式下的多个节点）的行为，并最终决定这些参与者是否要真正执行事务。

 

1. 运行过程

1.1 准备阶段

协调者询问参与者事务是否执行成功，参与者发回事务执行结果。

                                                                                             

 

1.2 提交阶段

如果事务在每个参与者上都执行成功，事务协调者发送通知让参与者提交事务；否则，协调者发送通知让参与者回滚事务。

需要注意的是，在准备阶段，参与者执行了事务，但是还未提交。只有在提交阶段接收到协调者发来的通知后，才进行提交或者回滚。

                                                                                                   

 

2. 存在的问题

（1）同步阻塞：所有事务参与者在等待其它参与者响应的时候都处于同步阻塞等待状态，无法进行其它操作。

（2）单点问题：协调者在 2PC 中起到非常大的作用，发生故障将会造成很大影响。特别是在提交阶段发生故障，所有参与者会一直同步阻塞等待，无法完成其它操作。

（3）数据不一致：在提交阶段，如果协调者只发送了部分 Commit 消息，此时网络发生异常，那么只有部分参与者接收到 Commit 消息，也就是说只有部分参与者提交了事务，使得系统数据不一致。

（4）太过保守：任意一个节点失败就会导致整个事务失败，没有完善的容错机制。

 

2：3PC：

 

3PC 多了一个阶段其实就是在执行事务之前来确认参与者是否正常，防止个别参与者不正常的情况下，其他参与者都执行了事务，锁定资源。出发点是好的，但是绝大部分情况下肯定是正常的，所以每次都多了一个交互阶段就很不划算。

然后 3PC 在参与者处也引入了超时机制，这样在协调者挂了的情况下，如果已经到了提交阶段了，参与者等半天没收到协调者的情况的话就会自动提交事务。

所以3PC改进了2PC的数据不一致和单点问题

 

二 补偿事务TCC

TCC 其实就是采用的补偿机制，其核心思想是：针对每个操作，都要注册一个与其对应的确认和补偿（撤销）操作。它分为三个阶段：

• Try 阶段主要是对业务系统做检测及资源预留
• Confirm 阶段主要是对业务系统做确认提交，Try阶段执行成功并开始执行Confirm阶段时，默认 Confirm阶段是不会出错的。即：只要Try成功，Confirm一定成功。
• Cancel 阶段主要是在业务执行错误，需要回滚的状态下执行的业务取消，预留资源释放。

举例：假如 Bob 要向 Smith 转账，思路大概是： 我们有一个本地方法，里面依次调用：

1. 首先在 Try 阶段，要先调用远程接口把 Smith 和 Bob 的钱给冻结起来。
2. 在 Confirm 阶段，执行远程调用的转账的操作，转账成功进行解冻。
3. 如果第2步执行成功，那么转账成功，如果第二步执行失败，则调用远程冻结接口对应的解冻方法 (Cancel)。

优点： 跟2PC比起来，实现以及流程相对简单了一些，但数据的一致性比2PC也要差一些

缺点： 缺点还是比较明显的，在2、3步中都有可能失败。TCC属于应用层的一种补偿方式，所以需要程序员在实现的时候多写很多补偿的代码，在一些场景中，一些业务流程可能用TCC不太好定义及处理。

 

三：本地消息表

本地消息表与业务数据表处于同一个数据库中，这样就能利用本地事务来保证在对这两个表的操作满足事务特性，并且使用了消息队列来保证最终一致性。

一方写入数据后，向本地消息列表发送消息-->将消息写入消息类表-->消息转发到消息队列，成功就删除消息表的消息-->另一方从消息队列获取消息并执行。

步骤：

1. 在分布式事务操作的一方完成写业务数据的操作之后向本地消息表发送一个消息，本地事务能保证这个消息一定会被写入本地消息表中。
2. 之后将本地消息表中的消息转发到Kafka等消息队列中，如果转发成功则将消息从本地消息表中删除，否则继续重新转发。
3. 在分布式事务操作的另一方从消息队列中读取一个消息，并执行消息中的操作。

 

                                                                                   

优点： 一种非常经典的实现，避免了分布式事务，实现了最终一致性。

缺点： 消息表会耦合到业务系统中，如果没有封装好的解决方案，会有很多杂活需要处理。