三阶段提交

三阶段提交,是二阶段提交(2PC)的升级版

三阶段和二阶段提交的区别

  1. 对于协调者(Coordinator)和参与者(Cohort)都设置了超时机制(在2PC中,只有协调者拥有超时机制,即如果在一定时间内没有收到cohort的消息则默认失败)。

  2. 在2PC的准备阶段和提交阶段之间,插入预提交阶段,使3PC拥有CanCommit、PreCommit、DoCommit三个阶段。说白了,PreCommit是一个缓冲,保证了在最后提交阶段之前各参与节点的状态是一致的。

那么有了这两个区别,3PC比2PC的提高到底在哪里?其实就是在二阶段提交的文章中,所叙述的问题3,即Coordinator和Cohort全出错了怎么办?先介绍整个3PC流程,再回答这个问题。

CanCommit阶段

  1. 3PC的CanCommit阶段其实和2PC的准备阶段很像。协调者向参与者发送commit请求,参与者如果可以提交就返回Yes响应,否则返回No响应。(如何判断是否可以提交不同的算法有不同的机制,但主要作用是确定Cohort具备基本的完成Commit条件,并不会执行事务操作)

  2. 事务询问。Coordinator向Cohort发送CanCommit请求。询问是否可以执行事务提交操作。然后开始等待参与者的响应。

  3. 响应反馈。Cohort接到CanCommit请求之后,正常情况下,如果其自身可以顺利执行事务,则返回Yes响应,并进入预备状态。否则反馈No

PreCommit阶段

Coordinator根据Cohort的反应情况来决定是否可以继续事务的PreCommit操作。根据响应情况,有以下两种可能。假如Coordinator从所有的Cohort获得的反馈都是Yes响应,那么就会进行事务的预执行:

  1. 发送预提交请求。Coordinator向Cohort发送PreCommit请求,并进入Prepared阶段。

  2. 事务预提交。Cohort接收到PreCommit请求后,会执行事务操作,并将undo和redo信息记录到事务日志中。

  3. 响应反馈。如果Cohort成功的执行了事务操作,则返回ACK响应,同时开始等待最终指令。

假如有任何一个Cohort向Coordinator发送了No响应,或者等待超时之后,Coordinator都没有接到Cohort的响应,那么就中断事务:

  1. 发送中断请求。Coordinator向所有Cohort发送abort请求。

  2. 中断事务。Cohort收到来自Coordinator的abort请求之后(或超时之后,仍未收到Cohort的请求),执行事务的中断。

DoCommit阶段

该阶段进行真正的事务提交,也可以分为以下两种情况。

执行提交

  1. 发送提交请求。Coordinator接收到Cohort发送的ACK响应,那么他将从预提交状态进入到提交状态。并向所有Cohort发送doCommit请求。

  2. 事务提交。Cohort接收到doCommit请求之后,执行正式的事务提交。并在完成事务提交之后释放所有事务资源。

  3. 响应反馈。事务提交完之后,向Coordinator发送ACK响应。

  4. 完成事务。Coordinator接收到所有Cohort的ACK响应之后,完成事务。

中断事务

Coordinator没有接收到Cohort发送的ACK响应(可能是接受者发送的不是ACK响应,也可能响应超时),那么就会执行中断事务。

  1. 发送中断请求。Coordinator向所有Cohort发送abort请求

  2. 事务回滚。Cohort接收到abort请求之后,利用其在阶段二记录的undo信息来执行事务的回滚操作,并在完成回滚之后释放所有的事务资源。

  3. 反馈结果。Cohort完成事务回滚之后,向Coordinator发送ACK消息

  4. 中断事务。Coordinator接收到参与者反馈的ACK消息之后,执行事务的中断。

在doCommit阶段,如果Cohort无法及时接收到来自Coordinator的doCommit或者rebort请求时,会在等待超时之后,会继续进行事务的提交。(其实这个应该是基于概率来决定的,当进入第三阶段时,说明参与者在第二阶段已经收到了PreCommit请求,那么Coordinator产生PreCommit请求的前提条件是他在第二阶段开始之前,收到所有参与者的CanCommit响应都是Yes。一旦参与者收到了PreCommit,意味他知道大家其实都同意修改了。所以,一句话概括就是,当进入第三阶段时,由于网络超时等原因,虽然参与者没有收到commit或者abort响应,但是他有理由相信:成功提交的几率很大。)

好了,回到文章开头的问题,如果在2PC中Coordinator和Cohort都出错怎么办?这个问题又可以再分,为了给自己说明白分的比较细,其实很多情况是可以不用考虑的,其中1-5的一致性不会被破坏或者可以解决,而6就是3PC想解决的问题。

  1. Coordinator在发出Prepare消息之前出错,全部Cohort出错(那个系统根本就是崩溃,跟不用说后面的操作了)

  2. Coordinator在发出Prepare消息之前出错,部分Cohort出错(这个也不会出现后面的操作,不过可能不同的实现机制,会有选新Coordinator的情况?)

  3. Coordinator在发出Prepare消息之后出错,全部Cohort出错(那这个Prepare消息就算石沉大海了,也不会有后续操作)

  4. Coordinator在发出Prepare消息之后出错,部分Cohort出错(有部分Cohort收到Prepare的消息,发现无法跟Prepare正常交互后,要不处于等待状态,要不会选一个新的Coordinator,然后变成了2PC可以解决的问题1。此时没有任何节点进行实质的提交操作,可以根据undo回滚到原始状态,保证一致性)

  5. Coordinator在发出Commit消息之后出错,全部Cohort出错(那么没有任何Cohort会进行提交工作,因为没有人收到commit消息)

  6. Coordinator在发出Commit消息之后出错,部分Cohort出错(这个问题来了,一个极端的例子比如,只有一Cohort收到commit指令,进行实际操作,而他执行之后又出错了。那么即便没有出错的Cohort选出了一个新的Coordinator,他也无法获知此项操作的最终结果是commit还是abort)
    如何解决问题6?就是超时机制,在6中,剩下的所有Cohort就是无所适从的状态。3PC的选择是让他们超时后默认进行commit操作。因为为Cohort也添加了超时机制,所以必须把提交状态再拆分,这就是3PC中的PreCommit和DoCommit。

最本质来讲,3PC避免了状态停滞,在2PC有可能因为各种原因,产生状态停滞。但是3PC会让状态继续下去,虽然有可能继续下去是错的。

3PC的问题是明显的(并没有完全解决2PC的问题3):

即如果进入PreCommit后,Coordinator发出的是abort请求,如果只有一个Cohort收到并进行了abort操作,而其他对于系统状态未知的Cohort会根据3PC选择继续Commit,那么系统的不一致性就存在了。所以无论是2PC还是3PC都存在问题。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,372评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,368评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,415评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,157评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,171评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,125评论 1 297
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,028评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,887评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,310评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,533评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,690评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,411评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,004评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,659评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,812评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,693评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,577评论 2 353

推荐阅读更多精彩内容