什么是事務(wù)？
發(fā)生錯誤，回滾操作。
要么全部正確執(zhí)行，要么全不執(zhí)行。
事務(wù)四大特性
ACID 原子性Atomicity，一致性Consistency，隔離性Isolation，持久性Durability
- 原子性：事務(wù)里是一個(gè)不可分割整體，要么一起執(zhí)行，要么一起不執(zhí)行。
- 一致性：事務(wù)執(zhí)行前后，數(shù)據(jù)庫一致性沒有被破壞。提交事務(wù)沒有中間狀態(tài)。要么提交前，要么提交后。
- 隔離性：事務(wù)之間互不干擾。
- 持久性：提交了就永久改變了，不會不生效。
事務(wù)隔離級別
讀未提交 read-uncommitted
- A還沒提交，B就讀了。若A rollback，B讀到錯誤數(shù)據(jù)（臟讀）。
不可重復(fù)讀/讀提交 read-committed
- 提交了才能讀
- A讀，B修改并提交，A再讀變了（不可重復(fù)讀）
可重復(fù)讀 repeatable-read
- 讀時(shí)不可修改（行鎖）A讀，B不準(zhǔn)改，A再讀完成，B改
- A讀（范圍），B插入并提交（不修改A鎖的），A再讀，個(gè)數(shù)變了（幻讀）
串行化/可 serializable
- 讀時(shí)不可增刪改（表鎖）
| 事務(wù)隔離級別 | 臟讀 | 不可重復(fù)讀 | 幻讀 |
|---|---|---|---|
| 讀未提交（read-uncommitted） | ? | ? | ? |
| 不可重復(fù)讀（read-committed） | ? | ? | ? |
| 可重復(fù)讀（repeatable-read） | ? | ? | ? |
| 串行化（serializable） | ? | ? | ? |
級別越高，執(zhí)行效率就越低。
- MySQL默認(rèn)
可重復(fù)讀。 - Oracle默認(rèn)
讀提交，支持read committed 和 serializable。另外還支持read only（只讀，不可修改） 和 read write（默認(rèn)）
事務(wù)傳播級別
7種：
| 傳播級別 | 描述 | 上下文存在事務(wù) | 上下文不存在事務(wù) |
|---|---|---|---|
| REQUIRED | 默認(rèn) | 加入事務(wù)中 | 新建事務(wù) |
| SUPPORTS | 支持 | 加入事務(wù)中 | 非事務(wù)方式執(zhí)行 |
| MANDATORY | 強(qiáng)制上下文有事務(wù) | 加入事務(wù) | 拋出異常 |
| REQUIRES_NEW | 新事務(wù) | 新建事務(wù)，掛起上下文事務(wù) | 新建事務(wù) |
| NOT_SUPPORTED | 不支持 | 掛起上下文事務(wù)，執(zhí)行當(dāng)前邏輯 | 新建事務(wù) |
| NEVER | 不可有上下文事務(wù) | 拋出runtime異常，強(qiáng)制停止 | 非事務(wù)方式執(zhí)行 |
| NESTED | 嵌套執(zhí)行 | 子回滾，父不影響；父回滾，子回滾；子先提交，父后提交 | 新建事務(wù) |
一致性解決方案
兩階段提交（2PC），三階段提交（3PC），補(bǔ)償事務(wù)（TCC），消息中間件（MQ異步確保）& 最大努力通知（定期校對）
兩階段提交（2PC）
Prepare、Commit 兩個(gè)階段
準(zhǔn)備階段
1）協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)向所有參與者節(jié)點(diǎn)詢問是否可以執(zhí)行提交操作(vote)，并開始等待各參與者節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)。
2）參與者節(jié)點(diǎn)執(zhí)行詢問發(fā)起為止的所有事務(wù)操作，并將Undo信息和Redo信息寫入日志。（注意：若成功這里其實(shí)每個(gè)參與者已經(jīng)執(zhí)行了事務(wù)操作）
3）各參與者節(jié)點(diǎn)響應(yīng)協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)發(fā)起的詢問。如果參與者節(jié)點(diǎn)的事務(wù)操作實(shí)際執(zhí)行成功，則它返
回一個(gè)”同意”消息；如果參與者節(jié)點(diǎn)的事務(wù)操作實(shí)際執(zhí)行失敗，則它返回一個(gè)”中止”消息。
提交階段
當(dāng)協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)從所有參與者節(jié)點(diǎn)獲得的相應(yīng)消息都為”同意”時(shí):
1）協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)向所有參與者節(jié)點(diǎn)發(fā)出”正式提交(commit)”的請求。
2）參與者節(jié)點(diǎn)正式完成操作，并釋放在整個(gè)事務(wù)期間內(nèi)占用的資源。
3）參與者節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)發(fā)送”完成”消息。
4）協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)受到所有參與者節(jié)點(diǎn)反饋的”完成”消息后，完成事務(wù)。如果任一參與者節(jié)點(diǎn)在第一階段返回的響應(yīng)消息為”中止”，或者 協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)在第一階段的詢問超時(shí)之前無法獲取所有參與者節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)消息時(shí)：
1）協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)向所有參與者節(jié)點(diǎn)發(fā)出”回滾操作(rollback)”的請求。
2）參與者節(jié)點(diǎn)利用之前寫入的Undo信息執(zhí)行回滾，并釋放在整個(gè)事務(wù)期間內(nèi)占用的資源。
3）參與者節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)發(fā)送”回滾完成”消息。
4）協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)受到所有參與者節(jié)點(diǎn)反饋的”回滾完成”消息后，取消事務(wù)。
2PC缺點(diǎn)：
- 同步阻塞問題。執(zhí)行過程中，所有參與節(jié)點(diǎn)都是事務(wù)阻塞型的。當(dāng)參與者占有公共資源時(shí)，其他第三方節(jié)點(diǎn)訪問公共資源不得不處于阻塞狀態(tài)。
- 單點(diǎn)故障。由于協(xié)調(diào)者的重要性，一旦協(xié)調(diào)者發(fā)生故障。參與者會一直阻塞下去。尤其在第二階段，協(xié)調(diào)者發(fā)生故障，那么所有的參與者還都處于鎖定事務(wù)資源的狀態(tài)中，而無法繼續(xù)完成事務(wù)操作。（如果是協(xié)調(diào)者掛掉，可以重新選舉一個(gè)協(xié)調(diào)者，但是無法解決因?yàn)閰f(xié)調(diào)者宕機(jī)導(dǎo)致的參與者處于阻塞狀態(tài)的問題）
- 數(shù)據(jù)不一致。在二階段提交的階段二中，當(dāng)協(xié)調(diào)者向參與者發(fā)送commit請求之后，發(fā)生了局部網(wǎng)絡(luò)異常或者在發(fā)送commit請求過程中協(xié)調(diào)者發(fā)生了故障，這回導(dǎo)致只有一部分參與者接受到了commit請求。而在這部分參與者接到commit請求之后就會執(zhí)行commit操作。但是其他部分未接到commit請求的機(jī)器則無法執(zhí)行事務(wù)提交。于是整個(gè)分布式系統(tǒng)便出現(xiàn)了數(shù)據(jù)部一致性的現(xiàn)象。
- 二階段無法解決的問題：協(xié)調(diào)者再發(fā)出commit消息之后宕機(jī)，而唯一接收到這條消息的參與者同時(shí)也宕機(jī)了。那么即使協(xié)調(diào)者通過選舉協(xié)議產(chǎn)生了新的協(xié)調(diào)者，這條事務(wù)的狀態(tài)也是不確定的，沒人知道事務(wù)是否被已經(jīng)提交。
三階段提交（3PC）
CanCommit、PreCommit、DoCommit三個(gè)階段
- 引入超時(shí)機(jī)制。同時(shí)在協(xié)調(diào)者和參與者中都引入超時(shí)機(jī)制。
- 在第一階段和第二階段中插入一個(gè)準(zhǔn)備階段。保證了在最后提交階段之前各參與節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)是一致的。
CanCommit階段
協(xié)調(diào)者向參與者發(fā)送commit請求，參與者如果可以提交就返回Yes響應(yīng)，否則返回No響應(yīng)。
事務(wù)詢問 協(xié)調(diào)者向參與者發(fā)送CanCommit請求。詢問是否可以執(zhí)行事務(wù)提交操作。然后開始等待參與者的響應(yīng)。
響應(yīng)反饋 參與者接到CanCommit請求之后，正常情況下，如果其自身認(rèn)為可以順利執(zhí)行事務(wù)，則返回Yes響應(yīng)，并進(jìn)入預(yù)備狀態(tài)。否則反饋No
PreCommit階段
- 假如協(xié)調(diào)者從所有的參與者獲得的反饋都是Yes響應(yīng)，那么就會執(zhí)行事務(wù)的預(yù)執(zhí)行。
- 發(fā)送預(yù)提交請求 協(xié)調(diào)者向參與者發(fā)送PreCommit請求，并進(jìn)入Prepared階段。
- 事務(wù)預(yù)提交 參與者接收到PreCommit請求后，會執(zhí)行事務(wù)操作，并將undo和redo信息記錄到事務(wù)日志中。
- 響應(yīng)反饋 如果參與者成功的執(zhí)行了事務(wù)操作，則返回ACK響應(yīng)，同時(shí)開始等待最終指令。
- 假如有任何一個(gè)參與者向協(xié)調(diào)者發(fā)送了No響應(yīng)，或者等待超時(shí)之后，協(xié)調(diào)者都沒有接到參與者的響應(yīng)，那么就執(zhí)行事務(wù)的中斷。
- 發(fā)送中斷請求 協(xié)調(diào)者向所有參與者發(fā)送abort請求。
- 中斷事務(wù) 參與者收到來自協(xié)調(diào)者的abort請求之后（或超時(shí)之后，仍未收到協(xié)調(diào)者的請求），執(zhí)行事務(wù)的中斷。
相對于2PC，3PC主要解決的單點(diǎn)故障問題，并減少阻塞，因?yàn)橐坏﹨⑴c者無法及時(shí)收到來自協(xié)調(diào)者的信息之后，他會默認(rèn)執(zhí)行commit。而不會一直持有事務(wù)資源并處于阻塞狀態(tài)。但是這種機(jī)制也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)一致性問題，因?yàn)椋捎诰W(wǎng)絡(luò)原因，協(xié)調(diào)者發(fā)送的abort響應(yīng)沒有及時(shí)被參與者接收到，那么參與者在等待超時(shí)之后執(zhí)行了commit操作。這樣就和其他接到abort命令并執(zhí)行回滾的參與者之間存在數(shù)據(jù)不一致的情況。
補(bǔ)償事務(wù)（TCC）
基于業(yè)務(wù)層面的事務(wù)定義。
鎖粒度完全由業(yè)務(wù)自己控制。
本質(zhì)是一種補(bǔ)償?shù)乃悸贰?br> 把事務(wù)運(yùn)行過程分成 Try、Confirm / Cancel 兩個(gè)階段
Try ：嘗試執(zhí)行業(yè)務(wù)
- 完成所有業(yè)務(wù)檢查( 一致性 )
- 預(yù)留必須業(yè)務(wù)資源( 準(zhǔn)隔離性 )
Confirm / Cancel 階段：
- Confirm ：
真正執(zhí)行業(yè)務(wù)
不做任務(wù)業(yè)務(wù)檢查
Confirm 操作滿足冪等性 - Cancel ：
釋放 Try 階段預(yù)留的業(yè)務(wù)資源
Cancel 操作滿足冪等性
Confirm 與 Cancel 互斥
本地消息表
將需要分布式處理的任務(wù)通過消息日志的方式來異步執(zhí)行。消息日志可以存儲到本地文本、數(shù)據(jù)庫或消息隊(duì)列，再通過業(yè)務(wù)規(guī)則自動或人工發(fā)起重試。
本地消息表記錄狀態(tài)，定時(shí)掃描，重新發(fā)送失敗的消息
消息中間件（MQ異步確保） 最大努力通知（定期校對）
RocketMQ
業(yè)務(wù)方法內(nèi)要向消息隊(duì)列提交兩次請求，一次發(fā)送消息和一次確認(rèn)消息。如果確認(rèn)消息發(fā)送失敗了RocketMQ會定期掃描消息集群中的事務(wù)消息，這時(shí)候發(fā)現(xiàn)了Prepared消息，它會向消息發(fā)送者確認(rèn)，所以生產(chǎn)方需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)check接口，RocketMQ會根據(jù)發(fā)送端設(shè)置的策略來決定是回滾還是繼續(xù)發(fā)送確認(rèn)消息。這樣就保證了消息發(fā)送與本地事務(wù)同時(shí)成功或同時(shí)失敗。
系統(tǒng)A除了實(shí)現(xiàn)正常的業(yè)務(wù)流程外，還需提供一個(gè)事務(wù)詢問的接口，供消息中間件調(diào)用。當(dāng)消息中間件收到一條事務(wù)型消息后便開始計(jì)時(shí)，如果到了超時(shí)時(shí)間也沒收到系統(tǒng)A發(fā)來的Commit或Rollback指令的話，就會主動調(diào)用系統(tǒng)A提供的事務(wù)詢問接口詢問該系統(tǒng)目前的狀態(tài)。該接口會返回三種結(jié)果：
提交：將該消息投遞給系統(tǒng)B。
回滾：直接將條消息丟棄。
處理中：繼續(xù)等待。
