彻底掌握分布式事务2PC、3PC模型（三）

Handpc

发布于 2022-6-23 17:10

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3PC 一致性算法
三阶段提交（3PC）是二阶段提交（2PC）的一个改良版本，引入了两个新的特性

协调者和参与者均引入超时机制，通过超时机制来解决 2PC 的同步阻塞问题，避免事务资源被永久锁定
把二阶段演变为三阶段，二阶段提交协议中的第一阶段"准备阶段"一分为二，形成了新的 CanCommit、PreCommit、do Commit 三个阶段组成事务处理协议

这里将不再赘述 3PC 的详细提交过程，3PC 相比较于 2PC 最大的优点就是降低了参与者的阻塞范围，并且能够在协调者出现单点故障后继续达成一致

虽然通过超时机制解决了资源永久阻塞的问题，但是 3PC 依然存在数据不一致的问题。当参与者接收到 PreCommit 消息后，如果网络出现分区，此时协调者与参与者无法进行正常通信，这种情况下，参与者依然会进行事务的提交

通过了解 2PC 和 3PC 之后，我们可以知道这两者都无法彻底解决分布式下的数据一致性

JDBC 操作 MySQL XA 事务
MySQL 从 5.0.3 开始支持 XA 分布式事务，且只有 InnoDB 存储引擎支持。MySQL Connector/J 从5.0.0 版本之后开始直接提供对 XA 的支持

彻底掌握分布式事务2PC、3PC模型（三）-鸿蒙开发者社区
在 DTP 模型中，MySQL 属于 RM 资源管理器，所以这里就不再演示 MySQL 支持 XA 事务的语句，因为它执行的只是自己单一事务分支，我们通过 JDBC 来演示如何通过 TM 来控制多个 RM 完成 2PC 分布式事务

这里先来说明需要引入 GAV 的 Maven 版本，因为高版本 8.x 移除了对 XA 分布式事务的支持（可能也是觉得没人会用吧）

<dependencies>
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/mysql/mysql-connector-java -->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        <version>5.1.38</version>
    </dependency>
</dependencies>

这里为了保证在公众号阅读的舒适性，通过 IDEA 将多行代码合并为一行了，如果小伙伴需要粘贴到 IDEA 中，格式化一下就好了

因为 XA 协议的基础是 2PC 一致性算法，所以小伙伴在看代码时可以对照上面文章讲的 DTP 模型和 2PC 来进行理解以及模拟错误和执行结果

import com.mysql.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXAConnection;import com.mysql.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXid;import javax.sql.XAConnection;import javax.transaction.xa.XAException;import javax.transaction.xa.XAResource;import javax.transaction.xa.Xid;import java.sql.*;

public class MysqlXAConnectionTest {
    public static void main(String[] args) throws SQLException {
        // true 表示打印 XA 语句, 用于调试
        boolean logXaCommands = true;
        // 获得资源管理器操作接口实例 RM1
        Connection conn1 = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "root");XAConnection xaConn1 = new MysqlXAConnection((com.mysql.jdbc.Connection) conn1, logXaCommands);XAResource rm1 = xaConn1.getXAResource();
        // 获得资源管理器操作接口实例 RM2
        Connection conn2 = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "root");XAConnection xaConn2 = new MysqlXAConnection((com.mysql.jdbc.Connection) conn2, logXaCommands);XAResource rm2 = xaConn2.getXAResource();
        // AP（应用程序）请求 TM（事务管理器） 执行一个分布式事务, TM 生成全局事务 ID
        byte[] gtrid = "distributed_transaction_id_1".getBytes();int formatId = 1;
        try {
            // ============== 分别执行 RM1 和 RM2 上的事务分支 ====================
            // TM 生成 RM1 上的事务分支 ID
            byte[] bqual1 = "transaction_001".getBytes();Xid xid1 = new MysqlXid(gtrid, bqual1, formatId);
            // 执行 RM1 上的事务分支
            rm1.start(xid1, XAResource.TMNOFLAGS);PreparedStatement ps1 = conn1.prepareStatement("INSERT into user(name) VALUES ('jack')");ps1.execute();rm1.end(xid1, XAResource.TMSUCCESS);
            // TM 生成 RM2 上的事务分支 ID
            byte[] bqual2 = "transaction_002".getBytes();Xid xid2 = new MysqlXid(gtrid, bqual2, formatId);
            // 执行 RM2 上的事务分支
            rm2.start(xid2, XAResource.TMNOFLAGS);PreparedStatement ps2 = conn2.prepareStatement("INSERT into user(name) VALUES ('rose')");ps2.execute();rm2.end(xid2, XAResource.TMSUCCESS);
            // =================== 两阶段提交 ================================
            // phase1: 询问所有的RM 准备提交事务分支
            int rm1_prepare = rm1.prepare(xid1);int rm2_prepare = rm2.prepare(xid2);
            // phase2: 提交所有事务分支
            if (rm1_prepare == XAResource.XA_OK && rm2_prepare == XAResource.XA_OK) {
                // 所有事务分支都 prepare 成功, 提交所有事务分支
                rm1.commit(xid1, false);rm2.commit(xid2, false);
            } else {
                // 如果有事务分支没有成功, 则回滚
                rm1.rollback(xid1);rm1.rollback(xid2);
            }
        } catch (XAException e) { e.printStackTrace(); } }}

结言
本文通过图文并茂的方式讲解了如何保证本地事务的四大特性，分布式事务的产出背景，以及 2PC、3PC 为何不能解决分布式情况下的数据一致性，最后通过 JDBC 演示了 2PC 的执行流程。相信大家看过后也对分布式事务有了较深的印象，同时对 DTP、XA、2PC 这几种比较容易混淆的概念有了清楚的认识

这是《分布式事务》专栏的第一章开篇，后面陆续完成通过消息中间件、可靠消息模型、Seata XA模型完成分布式事务的文章，并对不同的实现方式进行总结利弊，挑选出合适场景使用不同的分布式事务解决方案

作者认为最好的学习方式那就是实战，如果没有接触过分布式事务的小伙伴，可以通过自己正在写的项目，模拟出分布式事务的业务场景，加深印象的同时也能够更好理解分布式事务解决方案相关设计思路

创作不易，文章看到这里如果有所帮助，可以点个关注支持一下，祝好。我们下期见

站在巨人的肩膀