分布式事务解决方案之2PC

目录

一、什么是2PC

二、2pc解决方案之XA

三、2pc解决方案之Seata

1、seata的设计思想

2、Seata的执行流程

四、Seata与传统2PC区别

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XA是一个分布式事务协议，由Tuxedo提出。XA中大致分为两部分：事务管理器和本地资源管理器。其中本地资源管理器往往由数据库实现，比如Oracle、DB2这些商业数据库都实现了XA接口，而事务管理器作为全局的调度者，负责各个本地资源的提交和回滚。

一、什么是2PC

2PC即两阶段提交协议，是将整个事务流程分为两个阶段，准备阶段（Prepare phase）、提交阶段（commit phase），2是指两个阶段，P是指准备阶段，C是指提交阶段。

• 准备阶段（Prepare phase）： 事务管理器给每个参与者发送Prepare消息 ，每个数据库参与者在本地执行事务，并写本地的Undo/Redo日志，此时事务没有提交。（Undo日志是记录修改前的数据，用于数据库回滚，Redo日志是记录修改后的数据，用于提交事务后写入数据文件）；

• 提交阶段（commit phase）：如果事务管理器收到了参与者的执行失败或者超时消息时，直接给每个参与者发送回滚(Rollback)消息；否则，发送提交(Commit)消息；参与者根据事务管理器的指令执行提交或者回滚操作，并释放事务处理过程中使用的锁资源。

注意：必须在最后阶段释放锁资源。

成功情况：

 

失败情况：

 

二、2pc解决方案之XA

        2PC即两阶段提交，又叫做 XA Transactions，MySQL从5.5版本开始支持，SQL Server 2005 开始支持，Oracle 7 开始支持，它的优点是一致性，缺点则是降低了可用性。

        2PC的 传统方案是在数据库层面 实现的，如Oracle、MySQL都支持2PC协议，为了统一标准减少行业内不必要的对接成本，需要制定标准化的处理模型及接口标准，国际开放标准组织Open Group定义了分布式事务处理模型DTP（Distributed Transaction Processing Reference Model）。

 

整个2PC的事务流程涉及到三个角色AP、RM、TM。

AP指的是使用2PC分布式事务的应用程序；

RM指的是 资源管理器 ，它控制着分支事务；

TM指的是 事务管理器 ，它控制着整个全局事务。

1、在 准备阶段 RM执行实际的业务操作，但不提交事务，资源锁定；

2、在 提交阶段 TM会接受RM在准备阶段的执行回复，只要有任一个RM执行失败，TM会通知所有RM执行回滚操作，否则，TM将会通知所有RM提交该事务。提交阶段结束资源锁释放。

XA方案的问题 ：

• 需要本地数据库支持XA协议。
• 资源锁需要等到两个阶段结束才释放，性能较差。

三、2pc解决方案之Seata

1、seata的设计思想

Seata的设计目标其一是对业务无侵入，因此从业务无侵入的2PC方案着手，在传统2PC的基础上演进，并解决2PC方案面临的问题。

Seata把 一个分布式事务理解成一个包含了若干分支事务的全局事务 。全局事务的职责是协调其下管辖的分支事务达成一致，要么一起成功提交，要么一起失败回滚。此外，通常分支事务本身就是一个关系数据库的本地事务，下图是全局事务与分支事务的关系图：

 

与传统2PC 的模型类似，Seata定义了3个组件来协议分布式事务的处理过程：

 

• ransaction Coordinator (TC)： 事务协调器 ，它是独立的中间件，需要 独立部署 运行，它维护全局事务的运行状态，接收TM指令发起全局事务的提交与回滚，负责与RM通信协调各个分支事务的提交或回滚。

• Transaction Manager (TM)： 事务管理器 ，TM需要嵌入应用程序中工作，它负责 开启一个全局事务 ，并最终向TC发起全局提交或全局回滚的指令。

• Resource Manager (RM)： 控制分支事务 ，负责分支注册、状态汇报，并接收事务协调器TC的指令，驱动分支（本地）事务的提交和回滚。

2、Seata的执行流程

(1) 用户服务的 TM 向 TC 申请开启一个全局事务 ，全局事务创建成功并 生成一个全局唯一的XID。

(2) 用户服务的 RM 向 TC 注册 分支事务 ，该分支事务在用户服务执行新增用户逻辑，并将其纳入 XID 对应全局事务的管辖 。

(3) 用户服务执行分支事务，向用户表插入一条记录。

(4) 逻辑执行到远程调用积分服务时( XID 在微服务调用链路的上下文中传播 )。积分服务的RM 向 TC 注册分支事务，该分支事务执行增加积分的逻辑，并将其纳入 XID 对应全局事务的管辖。

(5) 积分服务执行分支事务，向积分记录表插入一条记录，执行完毕后，返回用户服务。

(6) 用户服务分支事务执行完毕。

(7) TM 向 TC 发起针对 XID 的全局提交或回滚决议 。

(8) TC 调度 XID 下管辖的全部分支事务 完成提交或回滚请求 。

 

四、Seata与传统2PC区别

1、架构层次方面， 传统2PC 方案的 RM 实际上是在 数据库层 ，RM 本质上就是数据库自身，通过 XA 协议实现，而 Seata的 RM 是以jar包的形式作为中间件层部署 在应用程序这一侧的。

2、两阶段提交方面，传统2PC无论第二阶段的决议是commit还是rollback， 事务性资源的锁都要保持到Phase2完成才释放 。而 Seata的做法是在Phase1 就将本地事务提交 ，这样就可以省去Phase2持锁的时间，整体 提高效率 。