Java面试-分布式事务

逃离我推掉我的手 2021-09-25 04:26 325阅读 0赞

# 假如没有分布式事务 #

在一系列微服务系统当中，假如不存在分布式事务，会发生什么呢？让我们以互联网中常用的交易业务为例子：

![在这里插入图片描述][20210215223608341.png_pic_center]  
上图中包含了库存和订单两个独立的微服务，每个微服务维护了自己的数据库。在交易系统的业务逻辑中，一个商品在下单之前需要先调用库存服务，进行扣除库存，再调用订单服务，创建订单记录。  
正常情况下，两个数据库各自更新成功，两边数据维持着一致性。  
![在这里插入图片描述][20210215223811751.png_pic_center]  
但是，在非正常情况下，有可能库存的扣减完成了，随后的订单记录却因为某些原因插入失败。这个时候，两边数据就失去了应有的一致性。  
![在这里插入图片描述][20210215223906752.png_pic_center]

# 什么是分布式事务 #

布式事务用于在分布式系统中保证不同节点之间的数据一致性。分布式事务的实现有很多种，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` 协议包含两阶段提交（2PC）和三阶段提交（3PC）两种实现，这里我们重点介绍两阶段提交的具体过程。  
在XA协议中包含着两个角色：**事务协调者** 和 **事务参与者**。让我们来看一看他们之间的交互流程：  
**第一阶段：**  
![在这里插入图片描述][20210215224246478.png_pic_center]

在 `XA` 分布式事务的第一阶段，作为事务协调者的节点会首先向所有的参与者节点发送 `Prepare` 请求；在接到 `Prepare` 请求之后，每一个参与者节点会各自执行与事务有关的数据更新，写入 `Undo Log` 和 `Redo Log` 。如果参与者执行成功，暂时不提交事务，而是向事务协调节点返回 “完成” 消息。  
当事务协调者接到了所有参与者的返回消息，整个分布式事务将会进入第二阶段。  
**第二阶段：**  
![在这里插入图片描述][20210215224449343.png_pic_center]  
在 `XA` 分布式事务的第二阶段，如果事务协调节点在之前所收到都是正向返回，那么它将会向所有事务参与者发出 `Commit` 请求。  
接到 `Commit` 请求之后，事务参与者节点会各自进行本地的事务提交，并释放锁资源。当本地事务完成提交后，将会向事务协调者返回 “完成” 消息。  
当事务协调者接收到所有事务参与者的 “完成” 反馈，整个分布式事务完成。

以上所描述的是XA两阶段提交的正向流程，接下来我们看一看失败情况的处理流程：

**第一阶段：**  
![在这里插入图片描述][20210215224703908.png_pic_center]

**第二阶段：**

![在这里插入图片描述][20210215224808583.png_pic_center]  
在 `XA` 的第一阶段，如果某个事务参与者反馈失败消息，说明该节点的本地事务执行不成功，必须回滚。  
于是在第二阶段，事务协调节点向所有的事务参与者发送 `Abort` 请求。接收到 `Abort` 请求之后，各个事务参与者节点需要在本地进行事务的回滚操作，回滚操作依照 `Undo Log` 来进行。

# XA 两阶段提交的不足 #

1、性能问题  
`XA` 协议遵循强一致性。在事务执行过程中，各个节点占用着数据库资源，只有当所有节点准备完毕，事务协调者才会通知提交，参与者提交后释放资源。这样的过程有着非常明显的性能问题。  
2、协调者单点故障问题  
事务协调者是整个 `XA` 模型的核心，一旦事务协调者节点挂掉，参与者收不到提交或是回滚通知，参与者会一直处于中间状态无法完成事务。  
3、丢失消息导致的不一致问题。  
在 `XA` 协议的第二个阶段，如果发生局部网络问题，一部分事务参与者收到了提交消息，另一部分事务参与者没收到提交消息，那么就导致了节点之间数据的不一致。

如何避免 `XA` 两阶段提交的种种问题呢？有许多其他的分布式事务方案可供选择：

1、`XA` 三阶段提交  
`XA` 三阶段提交在两阶段提交的基础上增加了 `CanCommit` 阶段，并且引入了超时机制。一旦事物参与者迟迟没有接到协调者的 `commit` 请求，会自动进行本地 `commit`。这样有效解决了协调者单点故障的问题。但是性能问题和不一致的问题仍然没有根本解决。  
2、`MQ` 事务  
利用消息中间件来异步完成事务的后一半更新，实现系统的最终一致性。这个方式避免了像 `XA` 协议那样的性能问题。  
3、`TCC` 事务  
`TCC` 事务是 `Try`、`Commit`、`Cancel` 三种指令的缩写，其逻辑模式类似于 `XA` 两阶段提交，但是实现方式是在代码层面来人为实现。

引用博客：\[http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72772461\]

[20210215223608341.png_pic_center]: /images/20210923/e225f754893f457695a4842a358cfc4f.png
[20210215223811751.png_pic_center]: /images/20210923/8ff09b0afbe944e59e6b7796de41f0a0.png
[20210215223906752.png_pic_center]: /images/20210923/00a576e97cd04a1395de36974183c0ed.png
[20210215224246478.png_pic_center]: /images/20210923/d32291811f964746be38789df87691bf.png
[20210215224449343.png_pic_center]: /images/20210923/ed4557fecd3a476a97a1d1d3be28205d.png
[20210215224703908.png_pic_center]: /images/20210923/01c8ad16fe7d41f1872668c1242c31e5.png
[20210215224808583.png_pic_center]: /images/20210923/57ba2d0467a747e3b31ceef3dcd670d0.png