分布式事務(wù)中的2pc協(xié)議面試題和解題思路

前言:

分布式事務(wù)專題一直是面試的重點(diǎn)，這篇文章主要是討論一下分布式事務(wù)中的2pc協(xié)議。如果你之前看過CAP和BASE理論，會(huì)對(duì)這篇文章的理解有更大的幫助。文末有福利分享哦朋友們

一、什么是2pc協(xié)議

2PC即兩階段提交協(xié)議，是將整個(gè)事務(wù)流程分為兩個(gè)階段，準(zhǔn)備階段（Prepare phase）、提交階段（commitphase），2是指兩個(gè)階段，P是指準(zhǔn)備階段，C是指提交階段。

如何理解呢？比如說同學(xué)聚會(huì)，AA制。

（1）準(zhǔn)備階段：每個(gè)人出錢

（2）提交階段：錢齊了付款

在這倆階段中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，整個(gè)事務(wù)都會(huì)流產(chǎn)。在常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中就支持了2pc協(xié)議。比如有名的mysql數(shù)據(jù)庫。

（1）準(zhǔn)備階段（Prepare phase）：事務(wù)管理器給每個(gè)參與者發(fā)送Prepare消息，每個(gè)數(shù)據(jù)庫參與者在本地執(zhí)行事務(wù)，并寫本地的Undo/Redo日志，此時(shí)事務(wù)沒有提交。

（2）提交階段（commit phase）：如果事務(wù)管理器收到了參與者的執(zhí)行失敗或者超時(shí)消息時(shí)，直接給每個(gè)參與者發(fā)送回滾(Rollback)消息；

下面是成功的情況：階段1是準(zhǔn)備階段，階段2是提交階段

下面是失敗的情況。

這就是失敗的情況。

二、使用seata實(shí)現(xiàn)2pc事務(wù)

這個(gè)seata是阿里提供的分布式事務(wù)框架。Seata把一個(gè)分布式事務(wù)理解成一個(gè)包含了若干分支事務(wù)的全局事務(wù)。全局事務(wù)的職責(zé)是協(xié)調(diào)其下管轄的分支事務(wù)達(dá)成一致，要么一起成功提交，要么一起失敗回滾。此外，通常分支事務(wù)本身就是一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的本地事務(wù)，下圖是全局事務(wù)與分支事務(wù)的關(guān)系圖：

Seata定義了3個(gè)組件來協(xié)議分布式事務(wù)的處理過程 。

（1）Transaction Manager (TM)：事務(wù)管理器，TM需要嵌入應(yīng)用程序中工作，它負(fù)責(zé)開啟一個(gè)全局事務(wù)，并最終向TC發(fā)起全局提交或全局回滾的指令。

（2）Transaction Coordinator (TC)：事務(wù)協(xié)調(diào)器，它是獨(dú)立的中間件，需要獨(dú)立部署運(yùn)行，它維護(hù)全局事務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)，接收TM指令發(fā)起全局事務(wù)的提交與回滾，負(fù)責(zé)與RM通信協(xié)調(diào)各各分支事務(wù)的提交或回滾。

（3）Resource Manager (RM)：控制分支事務(wù)，負(fù)責(zé)分支注冊(cè)、狀態(tài)匯報(bào)，并接收事務(wù)協(xié)調(diào)器TC的指令，驅(qū)動(dòng)分支（本地）事務(wù)的提交和回滾。

這些概念看起來有點(diǎn)懵逼，舉個(gè)例子吧：拿新用戶注冊(cè)送積分舉例Seata的分布式事務(wù)過程

具體的執(zhí)行流程如下：

（1）用戶服務(wù)的 TM 向 TC 申請(qǐng)開啟一個(gè)全局事務(wù)，全局事務(wù)創(chuàng)建成功并生成一個(gè)全局唯一的XID。

（2）用戶服務(wù)的 RM 向 TC 注冊(cè) 分支事務(wù)，該分支事務(wù)在用戶服務(wù)執(zhí)行新增用戶邏輯，并將其納入 XID 對(duì)應(yīng)全局事務(wù)的管轄。

（3）用戶服務(wù)執(zhí)行分支事務(wù)，向用戶表插入一條記錄。

（4）邏輯執(zhí)行到遠(yuǎn)程調(diào)用積分服務(wù)時(shí)(XID 在微服務(wù)調(diào)用鏈路的上下文中傳播)。積分服務(wù)的RM 向 TC 注冊(cè)分支事務(wù)，該分支事務(wù)執(zhí)行增加積分的邏輯，并將其納入 XID 對(duì)應(yīng)全局事務(wù)的管轄。

（5）積分服務(wù)執(zhí)行分支事務(wù)，向積分記錄表插入一條記錄，執(zhí)行完畢后，返回用戶服務(wù)。

（6）用戶服務(wù)分支事務(wù)執(zhí)行完畢。

（7）TM 向 TC 發(fā)起針對(duì) XID 的全局提交或回滾決議。

（8）TC 調(diào)度 XID 下管轄的全部分支事務(wù)完成提交或回滾請(qǐng)求。