分布式事务之两阶段提交（2PC）

两阶段提交（2PC） 是 Oracle Tuxedo 系统提出的 XA 分布式事务协议的其中一种实现方式。

一、关于 XA 分布式事务协议

XA 分布式协议主要有两个角色：

• 事务管理器（协调者）
  事务管理器作为全局事务的协调管理者，与每个资源管理器通信，完成分布式事务的管理。
• 资源管理器 （参与者）
  资源管理器管理每个参与者的事务资源，其应该具有提交和回滚的能力，如数据库。

XA 分布式协议制定的分段提交过程：

• 第一阶段（ prepare ）
  第一阶段每个参与者准备执行事务并对需要的资源加锁，进入 ready 状态，并通知协调者已经准备就绪。
• 第二阶段（ commit ）
  第二阶段当协调者确认每个参与者都 ready 后，通知参与者进行 commit 操作；如果有参与者 fail ，则发送 rollback 命令，各参与者做回滚。

二、两阶段提交（ 2PC ）

基于 XA 协议，有了两阶段提交的实现，在 JAVA 中可以使用基于两阶段提交的 atomikos 来进行分布式事务管理。

理解起来其实很简单，下面就从 2PC 的不同阶段和不同的状态来分析它的执行过程：

第一阶段

• 各参与者都成功的情况
  

  1. 首先事务协调者向所有参与者发送 prepare 请求。
  2. 参与者开始执行各自的数据更新，写入各自的 Undo Log 和 Redo Log。
  3. 参与者执行成功后，暂时不提交事务，向协调者发送 Done 消息。
  4. 进入第二阶段。

• 有参与者失败的情况
  

  在第一阶段，如果参与者在本地事务中执行失败，会向协调者发送 Fail 消息，协调者产生事务中断。

• 事务中断

任何一个参与者向协调者反馈了 Fail 消息，或者在等待超时之后，协调者不能接收到参与者的反馈响应，就会中断事务。

步骤如下：

1. 协调者向所有参与者发出 Rollback 请求。
2. 参与者收到 Rollback 请求之后，会利用其在阶段一种记录的 Undo 信息来执行事务回滚操作，并在完成回滚之后释放在整个事物执行期间占用的资源。
3. 参与者在完成事物回滚之后，向协调者发送 Ack 消息。
4. 中断事务

第二阶段

第二阶段中，如果所有参与者的都执行成功，则协调者下发 Commit 消息，参与者提交本地事务，释放锁住的资源，并向协调者发送 Ack 确认。

当协调者受到所有的参与者确认消息后，整个分布式事务结束。

三、总结

基于以上，可以很容易理解 2PC 的执行过程，同时我们也注意到它存在的缺点：

1. 对高并发不友好。
   在分布式事务的执行过程中，存在多次通信，占用时间长，并且在这个过程中所有节点处于阻塞状态，每个参与者持有的资源始终要加锁。
2. 单点故障。由上面可知协调者扮演着非常重要的角色，一旦协调者发生故障，参与者就会一直阻塞下去。尤其在第二阶段，协调者发生故障，那么所有的参与者还都处于锁定事务资源的状态中，而无法继续完成事务操作。
3. 数据不一致。在第二阶段中，当协调者向参与者发送 commit 请求之后，发生了局部网络异常或者在发送 commit 请求过程中协调者发生了故障，就会导致只有一部分参与者接受到了commit 请求。而在这部分参与者接到 commit 请求之后就会执行 commit 操作，但是其他未接到 commit 请求的机器则无法执行事务提交，就导致了数据的不一致。

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