本文主要是介绍两阶段提交（Two-phase Commit）协议，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
一、简介
两阶段提交Two-phase Commit（2PC）协议是一种分布式一致性（consistency）协议，常被用于分布式系统中，用于保证各个参与节点数据一致性，即各节点事务一致性，即分布式系统整体事务原子性（atomic）。简单来说，就是分布式系统中的所有参与者，对于请求的事务要不所有参与者都提交，要不所有参与者都回退。两阶段提交 （2PC） 是一个标准协议用于原子性（atomic）提交(commit)和终止(abort)。
二、相关术语
Coordinator 协调事务提交的组件
Participant 可以被事务T访问的资源管理器（resource manager）
直到所有的Participant都准备好了提交，Coordinator才会决定提交；最终的目标是要么在所有资源管理器上提交，要么在所有资源管理器上终止
三、两阶段提交协议
阶段一 （phase 1）
1、 coordinator 发送Request-to-Prepare 消息到每一个 participant
2、 coordinator 等待所有participant去投票（vote）
3、每个participant：
- 如果准备好了就会投票 Prepared
- 也会因为其他原因投票No
- 也许会延迟投票
阶段二 （phase 2）
1、如果coordinator 收到所有participant的Prepared消息，则会决定去提交该事务；否则会决定终止该事务
2、coordinator 发送他的决定到每一个participant（Commit or Abort）
3、participant通过回复Done来确认收到的Commit 或者Abort
在决定被做之前，2PC需要3轮消息通信
- Request-to-prepare
- Votes
- Decision
Done消息只是为了做登记使用，不会影响响应时间，可以批量处理。
相关流程如下：
四、Uncertainty (2PC中的不确定性) 和 Failure Handling
1、coordinator 发送Request-to-Prepare 消息到participant 超时（timeout），即coordinator 无法连接participant
coordinator 会中断（放弃）该事务
2、coordinator等待participant 的投票超时
coordinator 会中断（放弃）该事务
3、在投票前，参与者可以单方面中止投票
4、在participant 投票Prepared之后，在接收到Commit之前，这段时间因各种原因，比如网络中断、coordinator 故障等，是最不确定的，它不能单方面提交或中止事务，
这种情况该如何解决呢？
首先该participant 是blocked（阻塞的），可以设置当这种情况出现时的应急处理方案，比如一直阻塞，直到收到Commit。
五、优缺点
优点
1、逻辑简单，实现简单
2、保证分布式事务原子性
缺点
1、在事务提交之前，资源都会处于被锁状态，这应该属于事务的特点不应该算是缺点
2、性能问题
因为协调者要等到所有参与者都投票之后才会做决定，耗时较高，会影响性能；
3、单节点故障
由于协调者的重要性，一旦协调者发生故障。参与者会一直阻塞下去。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。（虽然协调者挂掉，可以重新选举一个协调者，但是无法解决因为协调者宕机导致的参与者处于阻塞状态的问题）
六、单点问题的两种情况
1、协调者发起COMMIT之前
(1) 协调者正常,参与者宕机
由于协调者无法收集到所有参与者 的反馈，会陷入阻塞情况。
解决方案： 引入超时机制,如果协调者在超过指定的时间还没有收到参与者的反馈,事务就失败,向所有节点发送终止事务请求。
(2) 协调者宕机,参与者正常
无论处于哪个阶段，由于协调者宕机，无法发送提交请求，所有处于执行了操作但是未提交状态的参与者都会陷入阻塞情况；也可以在剩余参与者中重新选择一个协调者用于协调
解决方案：引入协调者备份,同时协调者需记录操作日志.当检测到协调者宕机一段时间后，协调者备份取代协调者，并读取操作日志，向所有参与者询问状态。
(3) 协调者宕机，参与者宕机
在剩余参与者中重新选择一个协调者用于协调。
2、协调者发起COMMIT之后
(1) 协调者正常,参与者宕机
由于协调者无法收集到所有参与者 的反馈，会陷入阻塞情况。
解决方案： 引入超时机制,如果协调者在超过指定的时间还没有收到参与者的反馈,事务就失败,向所有节点发送终止事务请求。
(2) 协调者宕机,参与者正常
解决方案：引入协调者备份,同时协调者需记录操作日志.当检测到协调者宕机一段时间后，协调者备份取代协调者，并读取操作日志，向所有参与者询问状态。
(3) 协调者宕机，参与者宕机
这种情况可能会造成数据不一致的情况，2PC无法解决该类问题。
引用
CSE593 Transaction Processing
这篇关于两阶段提交（Two-phase Commit）协议的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
