分布式事务 - 2/ 3阶段式提交

2/3阶段提交解决的问题是分布式数据操作一致性问题，即在不同节点间数据多个操作的原子性问题，比如在A节点的数据增加和B节点数据的减少需要原子操作。

解决方案：在各个分布式节点之上引入TC（Trancaction Coordinator），由TC进行最终commit操作协调，只有各个节点的预操作（precommit）都成功才进行提交，否则rollback。

两阶段提交，第一阶段precommit，向各个分布式节点发送确认信息，各个节点将会执行操作（但是不提交），同时写入redo日志和undo日志，完事后通知TC准备完毕；

第二阶段，TC接收到所有的节点ACK回复之后将会下发commit指令，如果有节点没有响应或者相应为准备失败，将会下发abort指令；各个节点接收到了commit指令之后，将会提交数据；如果接收到的是abort指令，将会通过执行undo指令进行回滚；

这里注意，如果在第二阶段commit失败了，比如机器宕机之类，将会在机器重启之后继续提交；总之第一阶段回复ACK就代表着该节点有能力提交成功。如果是commit失败了，那么就需要手动回复，就像大神讲述的：

no distributed asynchronous protocol can correctly agree in presence of crash-failures

所以2阶段并不能解决commit因为宕机等原因导致失败的场景；除此之外，2阶段提交还是有软肋，就是TC如果挂了怎么办，所有的节点还都在这里等着TC下达最终指令，相关表的等资源都在锁定状态，为了避免这种情况发生，有人提出了3阶段提交，基本思想如下：

第一阶段can commit，一个TC比较泛泛的征询各个节点，其实本质是看节点是否在，或者说服务是否正常；节点一看自己正常回复ACK

第二阶段pre commit，TC一看大家都很正常将会下发precommit指令，各个节点接收到了precommit指令之后，将会执行操作，并写入redo日志和undo日志；当然，如果TC发现can commit阶段有节点有问题，这事就算了，也不需要通知各个节点，因为can commit阶段大家什么事情都没有做，引入can commit阶段一段程度上可以减轻一些失败场景的操作，比如有的节点本身已经当了，其他节点就不想要执行语句，写入redo/undo日志了。

第三阶段do commit，TC一看大家的precommit都已经ready了，就会下发commit指令；敲黑板，如果各个节点在指定时间内没有收到commit指令，将会自动commit，之所以选择commit而不是rollback，是因为经过了前面两个阶段，大概率大家都会提交成功（实现数据一致性），所以超时的操作就是提交；如果TC发现有的节点在precommit阶段报错，或者没有相应，将会下发abort指令，各个节点执行undo日志内容进行rollback。

所以三阶段和二阶段本质的差别在于commit阶段增加了超时提交机制，避免在TC自身出现故障，或者网络出现故障的时候导致资源不能及时释放的问题。

redo日志/undo日志

要理解redo/undo日志要明白数据操作机制，在传统的关系型数据库中，对于数据的事务操作：

1）通知数据库服务器锁定（表）资源；

2）客户端进行修改记录（比如可以通过Hedisql的等数据库client直接进行修改）

3）commit之后，client将会把修改信息提交到server段，server对数据处理完成记录到文件中（落盘）后释放资源；

对于很多大数据的数据库比如LSM tree

1）Client端提交的数据首先放置到内存中（易丢失）

2）条件满足了之后，将会将内存数据刷到硬盘中，实现落盘（靠谱）

无论是哪一种，我们看到，在没有落盘之前，都是有风险的，一旦客户端/内存发生故障，比如宕机之类将会导致数据丢失，为了实现数据丢失后仍然可以回复，于是设置了redo日志机制，所有的未落盘的数据都将会进行记录，每次服务重启都会首先读取redo日志，实现未落盘的数据重新加载，保证数据不丢失。

在分布式事务保证中，为了保证precommit阶段执行之后的数据（并未落盘）及时在意外服务重启后仍然能够恢复当时状态，所以将数据操作写入到了redo文件中。

至于undo文件，比较好理解，就是记录下来数据修改前的状态，一旦发生rollback，直接将内存值以及client端的数据回滚到之前的状态。

参考：

https://blog.csdn.net/lengxiao1993/article/details/88290514
https://my.oschina.net/wangzhenchao/blog/736909
https://www.hollischuang.com/archives/681
https://www.letiantian.me/2014-06-18-db-undo-redo-checkpoint/