异常处理：两阶段提交协议的异常处理。

素颜马尾好姑娘i 2022-02-05 06:47 334阅读 0赞

两阶段提交的协议大家都比较熟悉了，解释一下每个阶段的异常处理。首先，我们需要持久化协议过程中的状态，这样如果server宕机，那么恢复的时候还能通过日志知道宕机前处于那个阶段。同时，所有对数据的修改都会先写write ahead log，保证宕机重启的之后数据也不会丢失。写日志的顺序假定为:写write ahead log-修改缓冲区-写commit/abort log。

在这个前提下，我们根据如下的时序图来讨论异常情况和处理方法。

![两阶段提交协议时序][2pc.png]

两阶段提交协议时序

1.  过程a没有成功，即协调者没有收到部分参与者的回应。超时后，协调者发送abort消息给参与者取消事务。参与者存在两种情况：
    
     *  过程1失败，网络问题导致参与者没有收到vote request消息或者此时参与者宕机。参与者重启恢复后无需做任何事。
     *  过程2失败，参与者收到了vote request，网络问题协调者没有收到回复或此时参与者宕机。参与者宕机恢复或等待超时后广播DECISION\_REQUEST消息向其他参与者询问是否收到commit/abort消息。
2.  过程b没有成功，即协调者发送commit消息之后没有收到部分参与者的回应。协调者需要重试，确认参与者的提交完毕消息，如果多次尝试不能联系上，则等待参与者上线之后解决。参与者存在两种情况：
    
     *  过程3失败，网络问题导致参与者没有收到commit消息或此时参与者宕机。参与者上线发现在本地日志中发现尚未提交成功，因为到达这里，可以肯定本地已做好提交准备，但是不知道协调者是决定提交，所以向协调者询问，按协调者的回复来进行提交或回滚。如果无法联系上协调者，则向其他参与者询问事务状态，如果有某一个节点已经做了提交或异常终止(说明协调者已发送了相关消息)，则做同样的操作。
     *  过程4失败，参与者完成了commit/rollback，但是网络问题协调者没有收到回应或者此时参与者宕机。参与者在本地日志中发现已完成本地提交，所以可能由于网络故障导致提交完成消息没有到达协调者。所以直接忽略。这时可能协调者在等待该参与者的提交完成回应消息，所以参与者主动联系协调者告知事务状态。
3.  过程c没有成功，即参与者发送vote回应消息之后没有等到协调者的commit/rollback消息。这个过程参与者的异常处理已经讨论过了，这里讨论协调者的异常处理。存在两种情况：
    
     *  过程2失败，网络问题导致协调者没有收到回复或此时协调者宕机。协调者恢复重启后，发现并未做提交操作，保险操作(因为不知道它是否发送过准备消息，或其他参与者是否做好提交准备)，直接发送abort消息给所有参与者，终止事务
     *  过程3失败，网络问题导致参与者没有收到commit/rollback消息或者此时协调者宕机。协调者恢复重启后，不能保证所有参与者都已收到了提交消息，所以给所有的参与者发送commit消息，保证事务的正常提交。

算法的伪代码可以参考如下代码，摘自《Distributed Systems: Principles and Paradigms》。

**Actions of Coordinator**

write("START_2PC tolocal log");
    multicast("VOTE_REQUESTto all participants");
    while(not all votes have been collected)
    {
      waitfor("any incoming vote");
      if(timeout)
      {
        write("GLOBAL_ABORT to local host");
        multicast("GLOBAL_ABORT to all participants");
        exit();
      }
      record(vote);
    }
    if(all participants send VOTE_COMMIT and coordinatorvotes COMMIT)
    {
      write("GLOBAL_COMMIT to local log");
      multicast("GLOBAL_COMMIT to all participants");
    }
    else
    {
      write("GLOBAL_ABORT to local log");
      multicast("GLOBAL_ABORT to all participants");
    }
    
    **Actions of Participants**
    
    write("INIT to locallog");
    waitfor("VOTE_REQUESTfrom coordinator");
    if(timeout)
    {
      write("VOTE_ABORT to local log");
      exit();
    }
    if("participantvotes COMMIT")
    {
      write("VOTE_COMMIT to local log");
      send("VOTE_COMMIT to coordinator");
      waitfor("DESCISION from coordinator");
      if(timeout)
      {
        multicast("DECISION_REQUEST to other participants");
        waituntil("DECISION is received"); /// remain blocked
        write("DECISION to local log");
      }
      if(DECISION == "GLOBAL_COMMIT")
      {
        write("GLOBAL_COMMIT to local log");
      }
      else if(DECISION== "GLOBAL_ABORT")
      {
        write("GLOBAL_ABORT to local log");
      }
    }
    else
    {
        write("GLOBAL_ABORT to local log");
        send("GLOBAL_ABORT to coordinator");
    }

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