一分鐘了解兩階段送出協定/算法（分布式理論基礎）

兩階段送出協定/算法（2PC）

概念

二階段送出2PC（Two phase Commit）是指，在分布式系統裡，為了保證所有節點在進行事務送出時保持一緻性的一種協定算法。

背景

在分布式系統裡，每個節點都可以知曉自己操作的成功或者失敗，卻無法知道其他節點操作的成功或失敗。

當一個事務跨越多個節點時，為了保持事務的原子性與一緻性，需要引入一個協調者（Coordinator）來統一掌控所有參與者（Participant）的操作結果，并訓示它們是否要把操作結果進行真正的送出（commit）或者復原（rollback）。

思路

2PC顧名思義分為兩個階段，其實施思路可概括為：

（1）投票階段（voting phase）：參與者将操作結果通知協調者；

（2）送出階段（commit phase）：收到參與者的通知後，協調者再向參與者發出通知，根據回報情況決定各參與者是否要送出還是復原；

缺陷

算法執行過程中，所有節點都處于阻塞狀态，所有節點所持有的資源（例如資料庫資料，本地檔案等）都處于封鎖狀态。

典型場景為：

（1）某一個參與者發出通知之前，所有參與者以及協調者都處于阻塞狀态；

（2）在協調者發出通知之前，所有參與者都處于阻塞狀态；

另外，如有協調者或者某個參與者出現了崩潰，為了避免整個算法處于一個完全阻塞狀态，往往需要借助逾時機制來将算法繼續向前推進，故此時算法的效率比較低。

總的來說，2PC是一種比較保守的算法。

舉例

甲乙丙丁四人要組織一個會議，需要确定會議時間，不妨設甲是協調者，乙丙丁是參與者。

投票階段：

（1）甲發郵件給乙丙丁，周二十點開會是否有時間；

（2）甲回複有時間；

（3）乙回複有時間；

（4）丙遲遲不回複，此時對于這個活動，甲乙丙均處于阻塞狀态，算法無法繼續進行；

（5）丙回複有時間（或者沒有時間）；

送出階段：

（1）協調者甲将收集到的結果回報給乙丙丁（什麼時候回報，以及回報結果如何，在此例中取決與丙的時間與決定）；

（2）乙收到；

（3）丙收到；

（4）丁收到；

結論

2PC效率很低，分布式事務很難做。