金九銀十跳槽季,惡補分佈式事務

隨著微服務架構在各個企業的滲透,大家都在紛紛的將技術架構轉型,從單體式應用變成微服務架構式,從單機部署變分佈式部署,我們的應用也變成了分佈式應用。在分佈式應用中,一切就變得複雜了,如何保障數據的一致性變為最重要的問題。在金九銀十的跳槽季中,分佈式事務也成為面試中的必考題,因此今天給大家惡補一波

分佈式事務知識,祝大家可以找到一個滿意的工作。


在單體式應用中,因為所有的事務(即某個動作的全流程,比如購物包含付款、下訂單、減庫存三個操作)都在一個環境裡完成,自然可以保障操作的原子性(事務要麼全部成功,要麼全部失敗)、一致性(事務執行前後,數據從一個狀態到另一個狀態必須是一致的)、隔離性(多個併發事務相互隔離,互不干擾)、持久性(事務完成後,對於數據庫的更改是永久保存的,不能回滾)。而在微服務架構的分佈式應用中,事務變成了分佈式事務(即事務的參與者、支持事務的服務器、資源服務器、事務服務器分別位於不同的分佈式系統的不同節點上),一個操作拆分成了多個服務完成,一個服務又在多臺機器上完成。


那麼在分佈式事務中,如何保障事務的一致性呢?解決辦法是基於XA協議進行擴展的2PC兩階段提交、3PC三階段提交、TCC試驗確認取消方案。那麼XA協議是什麼呢?它是一個基於數據庫的分佈式事務協議,包含事務管理器、本地資源管理器,事務管理器作為全局的調度者,對本地資源管理器統一提交或回滾。


我們先來看看2PC(2phasecommit)兩階段提交,它包含兩個階段的提交,第一階段是準備階段,事務管理器(即協調者)詢問資源管理器(即參與者)“老鐵,準備好了沒有啊?可以進行相關操作了嗎?”,資源管理器根據自己的情況回答,如果準備好了就會反饋”老闆,我這裡都準備好了,可以安排對應的工作了“。第二階段是執行階段,事務管理器給資源管理器提交一個用戶請求,比如創建訂單,資源管理器就會進行訂單的創建,在創建完成之後,把執行結果返回給事務管理器。如果事務管理器收到某一個資源管理器的失敗消息,則直接給所有的資源管理器發送回滾小心,釋放事務處理過程中被佔用的資源。


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在這裡,你可能覺得2PC已經很完美了,因為每個事務操作它都先詢問再操作,有異常就回滾,在分佈式系統中完完全全的保障了數據的一致性。其實不然,它也存在著很多問題,比如如果在第二階段,事務管理器向資源管理器發送提交命令後,出現網絡異常請求,只有部分資源管理器收到消息並執行了命令,其它沒有收到提交命令的資源協調器就沒有辦法執行事務,從而導致了整個分佈式系統的數據不一致。比如如果事務管理器出現了問題,資源管理器都還處在等待命令的情況,就沒有辦法完成事務的操作。


道高一尺,魔高一丈,我們有了3PC(3PhaseCommit)三階段提交,可以把它認為是2PC的升級版。所謂3PC它包含三個階段cancommit、precommit、docommit。相比兩階段提交,它多了一個precommit準備階段,確保在最後提交階段之前,各個參與者資源管理器的狀態都一致。並且還增加了超時機制,如果協調者事務管理器出現了問題,參與者資源管理器不會一直等待,而是會執行命令。


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在3PC中,第一階段cancommit,協調者會給所有的參與者發送命令,詢問他們是否可以幹活?各個參與者根據自己的情況進行應答,在第一階段確認了所有參與者都可以幹活後。第二階段precommit,協調者給所有的參與者發送precommit命令,詢問是否可以先做些準備工作,參與者收到命令後,會根據自己的情況判斷是否執行操作,如果可以則會返回Yes,在協調者收到所有參與者的Yes命令後。第三階段docommit,所有的參與者執行事務操作,該加庫存的加庫存、下訂單的下訂單,完成任務後返回協調者“任務執行完畢”。


TCC(try-confirm-cancel)是補償業務,可以把它理解為在業務層面對事務一致性的保障。2PC、3PC更多是在數據庫層面去保障各個節點的數據一致性。在TCC中,針對每一個操作都需要確認和補償,當用戶請求過來時,通過分佈式事務協調器進行事務的啟動,在try階段時是通過try操作去扣除服務的預留資源;然後通過分佈式事務協調器去提交事務,在confirm階段是確認執行業務操作後,在預留的資源基礎上進行購買請求;在cancel階段是處理某個服務的資源尚未預留成功時,取消所有資源的預留請求。


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TCC方案倒是很好的保障了數據一致性,但是它也存在一些問題,比如對業務有入侵,我們看到每個服務的操作都包含try、confirm、cancel。


金九銀十的跳槽季,正是尋找下一份工作的好時機。而在各大廠的面試中,分佈式事務都是常考題,通過本文的介紹,希望小編能助力大家在金九銀十的跳槽季找到一個好工作~


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