各种形态的分布式事务:2PC,TCC以及基于消息的最终一致性
分布式事务是为了解决微服务架构(形式都是分布式系统)中不同节点之间的数据一致性问题。这个一致性问题本质上解决的也是传统事务需要解决的问题,即一个请求在多个微服务调用链中,所有服务的数据处理要么全部成功,要么全部回滚。当然分布式事务问题的形式可能与传统事务会有比较大的差异,但是问题本质是一致的,都是要求解决数据的一致性问题。
而分布式事务的实现方式有很多种,最具有代表性的是由Oracle Tuxedo系统提出的XA分布式事务协议。XA协议包括两阶段提交(2PC)和三阶段提交(3PC)两种实现,接下来我们分别来介绍下这两种实现方式的原理。
两阶段提交(2PC)
两阶段提交又称2PC(two-phase commit protocol),2pc是一个非常经典的强一致、中心化的原子提交协议。这里所说的中心化是指协议中有两类节点:一个是中心化协调者节点(coordinator)和N个参与者节点(partcipant)。
三阶段提交(3PC)
三阶段提交又称3PC,其在两阶段提交的基础上增加了CanCommit阶段,并引入了超时机制。一旦事务参与者迟迟没有收到协调者的Commit请求,就会自动进行本地commit,这样相对有效地解决了协调者单点故障的问题。
补偿事务(TCC)
说起分布式事务的概念,不少人都会搞混淆,似乎好像分布式事务就是TCC。实际上TCC与2PC、3PC一样,只是分布式事务的一种实现方案而已。
TCC(Try-Confirm-Cancel)又称补偿事务。其核心思想是:“针对每个操作都要注册一个与其对应的确认和补偿(撤销操作)”。它分为三个操作:
Try阶段:主要是对业务系统做检测及资源预留。
Confirm阶段:确认执行业务操作。
Cancel阶段:取消执行业务操作。
TCC事务的处理流程与2PC两阶段提交类似,不过2PC通常都是在跨库的DB层面,而TCC本质上就是一个应用层面的2PC,需要通过业务逻辑来实现。这种分布式事务的实现方式的优势在于,可以让应用自己定义数据库操作的粒度,使得降低锁冲突、提高吞吐量成为可能。
而不足之处则在于对应用的侵入性非常强,业务逻辑的每个分支都需要实现try、confirm、cancel三个操作。此外,其实现难度也比较大,需要按照网络状态、系统故障等不同的失败原因实现不同的回滚策略。为了满足一致性的要求,confirm和cancel接口还必须实现幂等。
TCC的具体原理图如????: