Distributed Transactions

1. 與以前類似的想法，但是：
   • 狀態(tài)遍布服務(wù)器（甚至可能是WAN）
   • 希望啟用單個(gè)事務(wù)來讀取和更新全局狀態(tài)，同時(shí)保持ACID屬性
2. 總體思路：
   • 客戶端啟動(dòng)事務(wù)。利用“協(xié)調(diào)員”
   • 所有其他相關(guān)的服務(wù)器作為“參與者”
   • 協(xié)調(diào)員分配唯一的交易ID（TID）

2-Phase commit

1. 準(zhǔn)備和投票
   • 參與者找出所有狀態(tài)變化
   • 每個(gè)決定是否可以完成交易
   • 與協(xié)調(diào)員溝通
2. 提交
   • 協(xié)調(diào)員向參與者進(jìn)行廣播：COMMIT / ABORT
   • 如果COMMIT，參與者進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)更改

實(shí)現(xiàn)

1. 作為一組消息來實(shí)現(xiàn)
   • 協(xié)調(diào)員和參與者之間
2. 消息在第一階段
   • A：協(xié)調(diào)員向參與者發(fā)送“CanCommit？”
   • B：參與者回應(yīng)：“投票提交”或“投票棄權(quán)”
3. 消息在第二階段
   • A： 如果任何參與者“VoteAbort”交易中止。 協(xié)調(diào)員向所有人發(fā)送“DoAbort”=>釋放鎖定
   • B：否則，向所有人發(fā)送“DoCommit”=>完成交易

Example for 2PC

1. 服務(wù)器A處銀行的帳戶“i”，服務(wù)器B處的“j”。

Server A would implement transaction

iServer B would implement transaction

服務(wù)器B可以假設(shè)“i”的賬戶有足夠的錢，否則整個(gè)交易將中止
怎么鎖定？ 個(gè)人參與者鎖

• 在準(zhǔn)備過程開始時(shí)獲取鎖定，在提交/中止釋放

Deadlocks and Livelocks

1. 分布式的死鎖
   • 跨服務(wù)器的事務(wù)對鎖的循環(huán)依賴性
   • 在2PC中，如果參與者不能響應(yīng)投票請求（例如仍在等待其本地資源上的鎖）
   • 處理超時(shí)。 參與者超時(shí)，然后投票中止。 再次重試交易。
     • 解決死鎖問題
     • 但是，LIVELOCK的危險(xiǎn) - 不斷嘗試！

總結(jié)

1. 分布式一致性管理
2. ACID屬性可取
3. 單個(gè)服務(wù)器的情況：使用鎖，在使用兩階段鎖定（嚴(yán)格的2PL，嚴(yán)格的2PL嚴(yán)格）的情況下，對鎖的事務(wù)性支持
4. 多服務(wù)器分布式情況：使用分階段事務(wù)的兩階段提交。 需要協(xié)調(diào)員來管理來自參與者的消息。

Two-Phase Commit (1)

The finite state machine

(a) The finite state machine for the coordinator in 2PC.
(b) The finite state machine for a participant.

Coordinator/Participant can be blocked in 3 states:

• Participant: Waiting in INIT state for VOTE_REQUEST
• Coordinator: Blocked in WAIT state, listening for votes
• Participant: blocked in READY state, waiting for global vote

Two-Phase Commit (2)

1. 如果“READY”參與者沒有收到全局提交呢？ 不能中止=>找出協(xié)調(diào)員可能發(fā)送了什么消息。
2. 方法：詢問其他參與者
   • 對任何參與者的回應(yīng)采取行動(dòng)

     • 例如。 P處于READY狀態(tài)，詢問其他“Q”參與者

       
       
       image.png

如果每個(gè)人都處于“ready”狀態(tài)，則協(xié)議模塊用于協(xié)調(diào)員（例如，如果協(xié)調(diào)員沒有響應(yīng)或已經(jīng)崩潰?。?。

Two-Phase Commit (3)

1. 為了恢復(fù)，必須將狀態(tài)保存到永久存儲(chǔ)器（例如日志），以在故障之后重新啟動(dòng)/恢復(fù)。
   • 參與者（INIT）：安全到當(dāng)?shù)刂兄?，通知協(xié)調(diào)員
   • 參與者（READY）：聯(lián)系其他人
   • 協(xié)調(diào)器（WAIT）：重新發(fā)送VOTE_REQ
   • 協(xié)調(diào)員（等待/決定）：重新傳送VOTE_COMMIT

協(xié)調(diào)員必須小心跟蹤兩個(gè)狀態(tài)：
如果它記錄了進(jìn)入等待狀態(tài)并且沒有回來所有的響應(yīng)，它可以重新發(fā)送VOTE_REQ
如果它已經(jīng)恢復(fù)已經(jīng)在第二階段做出決定，那么這個(gè)決定必須被記錄下來并且被重新發(fā)送。

2PC: Actions by Coordinator

iActions by Coordinator

Actions by Participant

Handling Decision Request

Handling Decision Request

請注意，參與者只有在達(dá)成全球決定并將其付諸日志時(shí)才能幫助他人。
如果每個(gè)人都收到VOTE_REQ，協(xié)調(diào)員崩潰怎么辦？