分布式事务：两阶段提交与三阶段提交

后端

2024-01-31 06:12:07

在分布式系统中，事务是指一组原子操作，要么全部成功，要么全部失败。分布式事务涉及多个数据存储或服务，需要确保这些数据存储或服务在执行事务时保持一致。

两阶段提交(Two-phase Commit，缩写为 2PC)是分布式系统中常用的分布式事务协议，它将事务提交分为两个阶段：

准备阶段 ：协调者向所有参与者发送准备消息，询问是否可以提交事务。每个参与者检查自己的本地状态，如果可以提交，则向协调者发送“可以提交”的消息；否则，向协调者发送“无法提交”的消息。
提交阶段 ：协调者收集所有参与者的回复，如果所有参与者都同意提交，则向所有参与者发送提交消息；否则，向所有参与者发送回滚消息。

三阶段提交(Three-phase Commit，缩写为 3PC)是 2PC 的改进版本，它增加了预提交阶段：

预提交阶段 ：协调者向所有参与者发送预提交消息，询问是否可以提交事务。每个参与者检查自己的本地状态，如果可以提交，则向协调者发送“可以提交”的消息；否则，向协调者发送“无法提交”的消息。
准备阶段 ：协调者收集所有参与者的回复，如果所有参与者都同意提交，则向所有参与者发送准备消息；否则，向所有参与者发送回滚消息。
提交阶段 ：协调者收集所有参与者的回复，如果所有参与者都同意提交，则向所有参与者发送提交消息；否则，向所有参与者发送回滚消息。

与 2PC 相比，3PC 具有更好的容错性。在 2PC 中，如果协调者在准备阶段或提交阶段发生故障，则事务可能无法正常提交或回滚。而在 3PC 中，即使协调者在预提交阶段发生故障，事务仍然可以正常提交或回滚。

3PC 的主要缺点是性能较差。由于增加了预提交阶段，因此 3PC 比 2PC 需要更多的网络通信和本地操作。

在实际应用中，可以选择使用 2PC 或 3PC，具体取决于系统的性能要求和容错性要求。

代码示例

以下是一个使用 Java 实现的两阶段提交协议的示例：

public class TwoPhaseCommit {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建协调者
        Coordinator coordinator = new Coordinator();

        // 创建参与者
        Participant participant1 = new Participant();
        Participant participant2 = new Participant();

        // 将参与者添加到协调者
        coordinator.addParticipant(participant1);
        coordinator.addParticipant(participant2);

        // 准备事务
        coordinator.prepareTransaction();

        // 提交或回滚事务
        if (coordinator.isTransactionPrepared()) {
            coordinator.commitTransaction();
        } else {
            coordinator.rollbackTransaction();
        }
    }

    private static class Coordinator {

        private List<Participant> participants = new ArrayList<>();

        private boolean isTransactionPrepared = false;

        public void addParticipant(Participant participant) {
            participants.add(participant);
        }

        public void prepareTransaction() {
            for (Participant participant : participants) {
                participant.prepare();
            }

            isTransactionPrepared = true;
        }

        public boolean isTransactionPrepared() {
            return isTransactionPrepared;
        }

        public void commitTransaction() {
            for (Participant participant : participants) {
                participant.commit();
            }
        }

        public void rollbackTransaction() {
            for (Participant participant : participants) {
                participant.rollback();
            }
        }
    }

    private static class Participant {

        private boolean canCommit = true;

        public void prepare() {
            // 检查本地状态，如果可以提交，则设置 canCommit 为 true；否则，设置 canCommit 为 false
        }

        public void commit() {
            // 提交本地事务
        }

        public void rollback() {
            // 回滚本地事务
        }
    }
}