mysql中的兩階段提交面試精講
1. 什么是兩階段提交?
兩階段提交(Two-phase commit,2PC)是一種分布式系統(tǒng)中,確保事務(wù)在參與者間的一致性的協(xié)議。兩階段提交旨在解決在分布式系統(tǒng)中,多個(gè)節(jié)點(diǎn)協(xié)同完成任務(wù)的問(wèn)題。
2. 為什么需要兩階段提交?
在我們的日常開(kāi)發(fā)中,總是會(huì)遇到這樣一些場(chǎng)景:多個(gè)相互獨(dú)立的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)需要協(xié)同完成一件事情。而且,這件事情只有每個(gè)節(jié)點(diǎn)都成功,才算是成功。如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)失敗,那么就需要所有的節(jié)點(diǎn)回滾至原始狀態(tài)。在分布式系統(tǒng)中,不同的節(jié)點(diǎn)可能處于不同的機(jī)器,數(shù)據(jù)之間的一致性成為了一個(gè)重要問(wèn)題。兩階段提交就是為了解決這個(gè)問(wèn)題而誕生的。
3. 兩階段提交的實(shí)現(xiàn)原理?
兩階段提交主要包含兩個(gè)階段:準(zhǔn)備階段和提交階段。
- 準(zhǔn)備階段:協(xié)調(diào)者發(fā)送預(yù)提交請(qǐng)求給參與者,參與者收到預(yù)提交請(qǐng)求后,執(zhí)行事務(wù)操作,并將 undo 和 redo 信息記錄到事務(wù)日志中,然后將操作結(jié)果返回給協(xié)調(diào)者。協(xié)調(diào)者等待所有參與者都返回可以提交后,進(jìn)行下一步操作。
- 提交階段:協(xié)調(diào)者發(fā)送提交請(qǐng)求給參與者,參與者收到提交請(qǐng)求后,會(huì)按照之前的 undo 和 redo 日志,完成事務(wù)的提交,并釋放在整個(gè)過(guò)程中占用的資源。
4. 兩階段提交的使用示例
以下是一個(gè)使用 Java 模擬的兩階段提交的例子:
public class TwoPhaseCommit { // 模擬兩階段提交 public static void main(String[] args) { Coordinator coordinator = new Coordinator(); Participant participant1 = new Participant("participant1"); Participant participant2 = new Participant("participant2"); coordinator.addParticipant(participant1); coordinator.addParticipant(participant2); coordinator.prepare(); coordinator.commit(); } }
5. 兩階段提交的優(yōu)點(diǎn)
兩階段提交協(xié)議,保證了操作的原子性,所有節(jié)點(diǎn)要么都提交,要么都回滾,從而實(shí)現(xiàn)了分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的一致性。
6. 兩階段提交的缺點(diǎn)
兩階段提交雖然能夠保證數(shù)據(jù)一致性,但是也存在如下兩個(gè)問(wèn)題:
- 同步阻塞問(wèn)題:在整個(gè)兩階段提交過(guò)程中,所有參與者都是阻塞的。在等待協(xié)調(diào)者發(fā)出提交或者中斷請(qǐng)求的時(shí)候,所有的參與者都會(huì)處于阻塞狀態(tài),無(wú)法進(jìn)行其他操作,這就大大降低了系統(tǒng)的并發(fā)性能。
- 單點(diǎn)故障:如果協(xié)調(diào)者在發(fā)出預(yù)提交請(qǐng)求后,由于故障無(wú)法進(jìn)行后續(xù)操作,那么所有的參與者都會(huì)一直等待下去,從而造成資源浪費(fèi)。同樣的,如果參與者在等待協(xié)調(diào)者的提交請(qǐng)求時(shí)出現(xiàn)故障,那么同樣會(huì)影響整個(gè)事務(wù)的完成。
7. 兩階段提交的使用注意事項(xiàng)
在使用兩階段提交時(shí),大家應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):
- 在設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)者和參與者時(shí),一定要考慮到系統(tǒng)的高可用性,特別是協(xié)調(diào)者,一定要設(shè)計(jì)故障轉(zhuǎn)移機(jī)制。
- 對(duì)于參與者,盡量設(shè)計(jì)為無(wú)狀態(tài),沒(méi)有后續(xù)操作的參與者可以直接結(jié)束,這樣不會(huì)一直占用資源。
- 如果操作短,并且參與者數(shù)量不多,那么可以選擇使用兩階段提交,否則建議使用三階段提交協(xié)議。
總結(jié)
兩階段提交(2PC)是一個(gè)非常經(jīng)典的分布式系統(tǒng)一致性的解決方案,雖然存在一些問(wèn)題,但是其簡(jiǎn)單明了的設(shè)計(jì)思想,依然有很高的學(xué)習(xí)價(jià)值。
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