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• • 🔥分布式事物解决方案-强一致性分布式事务之2PC模型
  • 🔥分布式事物解决方案-XA方案
  • 🔥分布式事务解决方案-Seata方案

🔥分布式事物解决方案-强一致性分布式事务之2PC模型

两阶段提交又称2PC,2PC是一个非常经典的强一致、中心化的原子提交协议。这里所说的中心化是指协议中有两类节点：一个是中心化协调者节点和 N个参与者节点 。

两个阶段：
第一阶段：投票阶段 。
第二阶段：提交/执行阶段。

生活中的2PC
A组织B、C和D三个人去爬山：如果所有人都同意去爬山，那么活动将举行；如果有一人不同意去爬山，那么活动将取消。

首先A将成为该活动的协调者，B、C和D将成为该活动的参与者。

具体流程：
阶段1：
　　① A发邮件给B、C和D，提出下周三去爬山，问是否同意。那么此时A需要等待B、C和D的邮件。

② B、C和D分别查看自己的日程安排表。B、C发现自己在当日没有活动安排，则发邮件告诉A它们同意下周三去爬山。由于某种原因， D白天没有查看邮 件。那么此时A、B和C均需要等待。到晚上的时候，D发现了A的邮件，然后查看日程安排，发现周三当天已经有别的安排，那么D回复A说活动取吧。

阶段2：
　　① 此时A收到了所有活动参与者的邮件，并且A发现D下周三不能去爬山。那么A将发邮件通知B、C和D，下周三爬山活动取消。
　　② 此时B、C回复A“太可惜了”，D回复A“不好意思”。至此该事务终止。

2PC阶段处理流程
举例订单服务A，需要调用支付服务B去支付，支付成功则处理购物订单为待发货状态，否则就需要将购物订单处理为失败状态。

第一阶段：投票阶段

第一阶段分三步:
⭐ **事物询问：**协调者 向所有的 参与者 发送事务预处理请求，称之为Prepare，并开始等待各参与者的响应。

⭐ **执行本地事物：**各个 参与者节点执行本地事务操作,但在执行完成后并不会真正提交数据库本地事务，而是先向协调者报告说：“我这边可以处理了/我这边不能处理”。.

⭐ **各个参与者向协调者反馈事物询问的响应：**如果参与者成功执行了事务操作,那么就反馈给协调者Yes响应,表示事务可以执行,如果没有参与者成功执行事务,那么就反馈给协调者No响应,表示事务不可以执行。第一阶段执行完后，会有两种可能。1、所有都返回Yes. 2、有一个或者多个返回No。

第二阶段：提交/执行阶段（成功流程）
**成功条件 ：**所有参与者都返回Yes。

异常流程第二阶段也分为两步
⭐ 发送回滚请求
协调者 向所有参与者节点发出 RoollBack 请求.
⭐ 事务回滚
参与者 接收到RoollBack请求后,会回滚本地事务。

2PC缺点
⭐ 性能问题
无论是在第一阶段的过程中,还是在第二阶段,所有的参与者资源和协调者资源都是被锁住的,只有当所有节点准备完毕，事务协调者才会通知进行全局提交，参与者进行本地事务提交后才会释放资源。这样的过程会比较漫长，对性能影响比较大。

⭐ 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。

🔥分布式事物解决方案-XA方案

什么是DTP
2PC的传统方案是在数据库层面实现的，如Oracle、MySQL都支持2PC协议，为了统一标准减少行业内不必要的对接成本，需要制定标准化的处理模型及接口标准，国际开放标准组织Open Group定义分布式事务处理模型DTP（Distributed Transaction Processing Reference Model）。

DTP模型定义角色
⭐ AP（Application Program）：即应用程序，可以理解为使用DTP分布式事务的程序。
⭐ RM(Resource Manager)：即资源管理器，可以理解为事务的参与者，一般情况下是指一个数据库实例，通过资源管理器对该数据库进行控制，资源管理器控制着分支事务。
⭐ TM(Transaction Manager)：事务管理器，负责协调和管理事务，事务管理器控制着全局事务，管理事务生命周期，并协调各个RM。全局事务是指分布式事务处理环境中，需要操作多个数据库共同完成一个工作，这个工作即是一个全局事务。

注意：
DTP模型定义TM和RM之间通讯的接口规范叫XA，简单理解为数据库提供的2PC接口协议，基于数据库的XA协议来实现2PC又称为XA方案。

执行流程：
⭐应用程序持有用户库和积分库两个数据源。
⭐应用程序通过TM通知用户库RM新增用户，同时通知积分库RM为该用户新增积分，RM此时并未提交事物，此时用户和积分资源锁定。
⭐TM收到回复，只要有一方失败则分别向其他RM发起回滚事物，回滚完毕，资源释放。
⭐TM收到执行回复，全部成功，此时向所有RM发起提交事物，提交完毕，资源锁释放。

🔥分布式事务解决方案-Seata方案

Seata是什么
Seata 是一款开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。Seata 为用户提供了 AT、TCC、SAGA和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。

Seata整体框架
全局事务与分支事务的关系图

与传统2PC的模型类似，Seata定义了三个组件来协议分布式事务的处理过程

具体流程：
⭐ Transaction Coordinator（TC）：事务协调器，它是独立的中间件，需要独立部署运行，它维护全局事务的运行状态，接收TM指令发起全局事务的提交与回滚，负责与RM通信协调各个分支事务的提交或回滚。
⭐ Transaction Manager（TM）：事务管理器，TM需要嵌入应用程序中工作，它负责开启一个全局事务，并最终向TC发起全局提交或全局回滚的指令。
⭐ Resource Manager（RM）：控制分支事务，负责分支注册、状态汇报，并接收事务协调器TC的指令，驱动分支（本地）事务的提交和回滚。

还拿新用户注册送积分举例Seata的分布式事务过程

执行流程 ：
⭐ 用户服务的TM向TC申请开启一个全局事务，全局事务创建成功并生成一个全局唯一的XID。
⭐ 用户服务的RM向TC注册分支事务，该分支事务在用户服务执行新增用户逻辑，并将其纳入XID对应全局事务的管辖。
⭐ 用户服务执行分支事务，向用户表插入一条记录。
⭐ 逻辑执行到远程调用积分服务时（XID在微服务调用链路的上下文中传播）。积分服务的RM向TC注册分支事务，该分支事务执行增加积分的逻辑，并将其纳入XID对应全局事务的管辖。
⭐ 积分服务执行分支事务，向积分记录表插入一条记录，执行完毕后，返回用户服务。
⭐ 用户服务分支事务执行完毕。
⭐ TM向TC发起针对XID的全局提交或回滚决议。
⭐ TC调度XID下管辖的全部分支事务完成提交或回滚请求。

Seata实现2PC与传统2PC的差别
⭐ 架构层次方面，传统2PC方案的RM实际上是在数据库层，RM本质上就是数据库自身，通过XA协议实现，而Seata的RM是以jar包的形式作为中间件层部署在应用程序的这一侧的。
⭐ 性能层面：两阶段提交方面，传统2PC无论第二阶段的决议是commit还是rollbcak，事务性资源的锁都要保持到Phase2完成才释放。而Seata的做法是在Phase1就将本地事务提交，这样就可以省去Phase2持锁的时间，整体提高效率。