分布式事务(1)基本概念
分布式事务(2)两阶段提交
分布式事务(3)TCC
分布式事务(4)可靠消息最终一致性
分布式事务(5)最大努力通知
分布式事务【2】2PC两阶段提交
- 1.什么是2PC（两阶段提交）
- 2.解决方案
- 2.1 XA方案
- 2.2 Seata方案
- 3.seata实现2PC事务
- 4.2PC解决方案小结
1.什么是2PC（两阶段提交）
2PC即两阶段提交协议：是将整个事务流程分为两个阶段，准备阶段（Prepare phase）、提交阶段（commit phase）；2是指两个阶段，P是指准备阶段，C是指提交阶段。
举例：张三和李四一起约饭，饭店老板要求先买单，才能上菜。这时张三和李四分别抱怨近况囊中羞涩，都不愿意请客，这时只能AA。只有张三和李四都付款，老板才能安排饭菜。但由于张三和李四都是铁公鸡，形成了尴尬的一幕：
准备阶段：老板要求张三付款，张三付款。老板要求李四付款，李四付款。
提交阶段：老板出餐，两人落座就餐。
例子中形成了一个事务，若张三或李四其中一人拒绝付款，或钱不够，店老板都不会给出餐，并且会把已收款退回。
整个事务过程由事务管理器和参与者组成，店老板就是事务管理器，张三、李四就是事务参与者，事务管理器负责决策整个分布式事务的提交和回滚，事务参与者负责自己本地事务的提交和回滚。
在计算机中部分关系数据库如Oracle、MySQL支持两阶段提交协议，如下图：
- 准备阶段（prepare phase）：事务管理器给每个参与者发送Prepare消息，每个数据库参与者在本地执行事务，并写本地的Undo/Redo日志，此时事务没有提交。（Undo日志是记录修改前的数据，用于数据库回滚。Redo日志是记录修改后的数据，用于提交事务后写入数据文件。）
- 提交阶段（commit phase）：如果事务管理器收到了参与者的执行失败或者超时消息时，直接给每个参与者发送回滚（Rollback）消息；否则，发送提交(Commit)消息；参与者根据事务管理器的指令执行提交或者回滚操作，并释放事务处理过程中使用的锁资源。注意：必须在最后阶段释放锁资源。
下图展示了2PC的两个阶段，分成功和失败两个情况说明：
【成功情况】：
【失败情况】：
2.解决方案
XA：Atomikos
XA：Seata之XA
Seata之AT
2.1 XA方案
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定义了分布式事务处理参考模型DTP（Distributed Transaction Processing Reference Model）。
例如下面的新用户注册送积分为例来说明：
执行流程如下：
1、应用程序（AP）持有用户库和积分库两个数据源。
2、应用程序（AP）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此时并未提交事务，此时用户和积分资源锁定。
3、TM收到执行回复，只要有一方失败则分别向其他RM发起回滚事务，回滚完毕，资源锁释放。
4、TM收到执行回复，全部成功，此时向所有RM发起提交事务，提交完毕，资源锁释放。
DTP模型定义如下角色：
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。- 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。
AP、RM、TM三个角色之间的交互方式如下：
1）TM向AP提供应用程序编程接口，AP通过TM提交及回滚事务。
2）TM交易中间件通过XA接口来通知RM数据库事务的开始、结束以及提交、回滚等。
小总结：
整个2PC的事务流程涉及到三个角色AP、RM、TM。AP指的是使用2PC分布式事务的应用程序；RM指的是资源管理器，它控制着分支事务；TM指的是事务管理器，它控制着整个全局事务。
1）在准备阶段RM执行实际的业务操作，但不提交事务，资源锁定；
2）在提交阶段TM会接受RM在准备阶段的执行回复，只要有任一个RM执行失败，TM会通知所有RM执行回滚操作；否则，TM将会通知所有RM提交该事务。提交阶段结束资源锁释放。
XA方案存在的问题：
1、需要本地数据库支持XA协议。
2、资源锁需要等到两个阶段结束才释放，性能较差。
2.2 Seata方案
Seata是由阿里中间件团队发起的开源项目 Fescar，后更名为Seata，它是一个是开源的分布式事务框架。
传统2PC的问题在Seata中得到了解决，它通过对本地关系数据库的分支事务的协调来驱动完成全局事务，是工作在应用层的中间件。主要优点是性能较好，且不长时间占用连接资源，它以高效并且对业务 零侵入 的方式解决微服务场景下面临的分布式事务问题，它目前提供AT模式(即2PC)及TCC模式的分布式事务解决方案。
Seata的设计思想如下：
Seata的设计目标其一是对业务无侵入，因此从业务无侵入的2PC方案着手，在传统2PC的基础上演进，并解决2PC方案面临的问题。
Seata把一个分布式事务理解成一个包含了若干分支事务的全局事务。全局事务的职责是协调其下管辖的分支事务达成一致，要么一起成功提交，要么一起失败回滚。此外，通常分支事务本身就是一个关系数据库的本地事务，下图是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3个组件来协议分布式事务的处理过程：
- 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通信协调各各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。
如新用户注册送积分举例Seata的分布式事务过程：
具体的执行流程如下：
- 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 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；Seata的 RM 是以jar包的形式作为中间件层部署在应用程序之中。
两阶段提交 方面：传统2PC无论第二阶段的决议是commit还是rollback，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。
3.seata实现2PC事务
https://gitee.com/michael_linux/distribution-tx/tree/master/dtx-seata
4.2PC解决方案小结
传统2PC（基于数据库XA协议）和Seata实现2PC的两种2PC方案：由于Seata的0侵入性并且解决了传统2PC长期锁资源的问题，所以推荐采用Seata实现2PC。
Seata实现2PC要点：
1、全局事务开始使用 @GlobalTransactional 标识 。
2、每个本地事务方案仍然使用 @Transactional 标识。
3、每个数据库操作都需要创建 undo_log 表记录，此表是seata保证本地事务一致性的关键。
