【分布式】一致性协议之2PC与3PC
作者：互联网
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分布式系统中往往是由分布在不同位置的多台机器组成，如何保证这些机器的数据一致性，成为分布式系统需要解决的问题之一。为了解决这一问题，出现了一大批经典的一致性协议和算法，其中最著名的是二阶段提交（2PC）、三阶段提交（3PC）和Paxos算法。
2PC
二阶段提交，在多台机器中选出一个“协调者”的组件来调度所有其他分布式节点（“参与者”）
执行流程：
阶段一：投票流程
- 协调者向所有参与者发送事务内容，询问是否可以执行事务操作，并等待响应
- 各参与者执行事务，并将undo和redo记录在日志中
- 各参与者返回响应，事务执行成功返回yes，失败返回no
阶段二：执行阶段
存在两种可能：
事务提交：如果所有参与者都返回yes，执行事务提交
- 协调者向所有参与者发布commit请求
- 参与者收到后，正式执行事务提交操作
- 参与者完成提交之后，向协调者返回ack响应
- 协调组收到所有参与者的ack之后完成事务提交
事务中断：任何一个参与者返回no响应或者超时
- 协调者向所有参与者发出回滚请求
- 参与者收到后，利用undo日志回滚
- 参与者完成回滚之后，向协调者返回ack响应
- 协调组收到所有参与者的ack之后完成事务中断
优点
原理简单、实现方便
缺点
同步阻塞：各参与者在等待其他参与者响应时，处于阻塞状态
单点问题：过度依赖协调者，协调者挂掉，整个流程挂掉
数据不一致（脑裂）：协调者给一部分参与者发送提交请求之后挂掉，导致只有部分参与者提交了事务
太过保守：没有较为完善的容错机制，任何一个节点失败都会出现问题
3PC
改进了2PC，将2PC拆分，形成了CanCommit、PreCommit和doCommit 三个阶段
阶段一：CanCommit
- 协调者向所有参与者发送包含事务内容的CanCommit请求，询问是否可以执行事务操作
- 参与者收到后，检查自身状态，可以执行返回yes，否则返回no
阶段二：PreCommit（存在两种可能）
执行事务预提交：收到所有yes响应
- 协调者向所有参与者发送PreCommit请求，进入Prepared阶段
- 参与者收到后，执行事务操作，记录Undo和redo日志
- 如果参与者成功执行，则返回ack，同时等待最终指令：提交或终止
中断事务：任何一个参与者返回no或者超时
- 协调者向所有参与者发送中断请求
- 参与者中断事务
阶段三：doCommit（存在两种可能）
执行提交：收到所有参与者的ack响应
- 协调者向所有参与者发送doCommit请求
- 参与者收到后，执行事务提交操作
- 完成事务提交之后，返回ack
- 协调者收到所有ack，完成事务
中断事务：任意一个参与者返回no或者超时
- 协调者向所有参与者发送中断请求
- 参与者收到后，利用undo日志回滚
- 参与者完成回滚之后，发送ack
- 收到所有ack之后，中断事务
注意：一旦进入阶段三，可能存在以下故障：
协调者出现问题
协调者和参与者之间网络故障
这都会导致参与者无法收到协调者的doCommit或者abort请求，这时参与者会在等待超时之后继续进行事务提交
优点
相较于2PC，降低了参与者的阻塞范围，并且能够在出现单点故障后继续达成一致
缺点
三阶段提交协议在去除阻塞的同时也引人了新的问题，那就是在参与者接收到preCommit消息后，如果网络出现分区，此时协调者所在的节点和参与者无法进行正常的网络通信，在这种情况下，该参与者依然会进行事务的提交，这必然出现数据的不一致性。
标签：事务,ack,协调者,2PC,阶段,提交,3PC,参与者,分布式 来源： https://blog.csdn.net/weixin_55415722/article/details/121620127