事务相关知识点 | 分布式事务 | CAP理论 | 2PC | 3PC |

Posted 2022-12-01 做猪呢，最重要的是开森啦

• • • • 1. 什么是事务：
      • 2. 什么是Spring事务：
      • 3. 什么是本地事务：
      • 4. 什么是分布式事务：
      • 5. 什么是CAP理论：
      • •  5.1. 一致性Consistency：
        •  5.2. 可用性Availability：
        •  5.3. 分区容错性Partition tolerance：
        •  5.4. 分布式系统能否兼顾C、A、P：
      • 6. 什么是BASE理论：
      • 6. 什么是2PC：
      • 7. 什么是3PC：

1. 什么是事务：

 事务是逻辑上的一组操作，要么都执行，要么都不执行，具有ACID四个特性

• 原子性：DML操作要么都执行，要么不执行
• 一致性：事务执行前后，数据保持一致
• 隔离性：并发访问数据库，各并发事务之间保持独立
• 持久性：数据一旦提交，永久保存在数据库

2. 什么是Spring事务：

• Spring的事务分为两种，编程式TranscationTemplate和声明式事务，常用的是声明式注解事务，也就是使用@Transactional注解；
• 它是基于AOP实现的，也就是基于动态代理实现的，默认事务隔离级别是数据库的隔离级别，像mysql默认是RR级别，oracle是RC级别
• 此外Spring事务还有7种传播行为（propagation），是为了业务层之间调用事务关系而提出的，数据库层面并存在事务传播行为

• REQUIRED：默认传播行为，当前有事务，就加入；没有事务就新建一个
• SUPPORTS：当前有事务，就加入；没有事务就按非事务来调用
• MANDATORY：当前有事务，就加入；没有事务就抛异常
• REQUIRES_NEW：无论当前有没有事务，都会新建事务
• NOT_SUPPORTED：如果当前有事务，事务挂起， 以非事务来执行；当前无事务，也以非事务来执行
• NEVER：以非事务来执行，如果当前有事务，抛异常
• NESTED：嵌套事务执行，如果没有事务就按REQUIRED来执行，也就是新建一个事务

3. 什么是本地事务：

• 本地事务就是基于关系数据库来控制事务，关系数据库通常都具有ACID特性

4. 什么是分布式事务：

 在分布式系统中一次事务操作涉及多个系统（服务）通过网络协同完成的过程称为分布式事务，主要以下场景：

• 微服务系统中，微服务之间的远程调用完成事务操作，不同微服务访问不同数据库；
• 微服务系统中，微服务之间的远程调用完成事务操作，微服务访问同一个数据库；
• 单体系统中，访问不同的数据库；

5. 什么是CAP理论：

CAP是 Consistency、Availability、Partition tolerance三个词语的缩写，分别表示一致性、可用性、分区容错性。

 5.1. 一致性Consistency：

• 一致性是指写操作后的读操作可以读取到最新的数据状态，特别是主库写，从库读
• 要实现一致性，就必须要主从同步，而同步期间要将从数据库锁定，避免从库读到旧数据；所以不能保证可用性

 5.2. 可用性Availability：

• 可用性是指任何事务操作都可以得到响应结果，且不会出现响应超时或响应错误
• 像上述主从同步时，不会锁定资源，即使数据没有同步过来也要返回旧数据，所以不能保证一致性

 5.3. 分区容错性Partition tolerance：

• 分区容忍错分是布式系统具备的基本能力，必须保证服务是可通信的
• 比如集群，部分结点故障，其他结点仍然能提供服务正常调用

 5.4. 分布式系统能否兼顾C、A、P：

• 不能同时兼顾，P是分布式系统具备的基本能力，而C、A、是冲突的；所以分布式系统只能CP或AP
• 一般采用AP设计，舍弃C强一致性，但会保证最终一致性；
• 像zk、redis这些都是CP设计的，而Eureka是AP设计的

6. 什么是BASE理论：

 BASE 是 Basically Available(基本可用)、Soft state(软状态)和 Eventually consistent (最终一致性)三个短语的缩写

• 基本可用：分布式系统在出现故障时，允许损失部分可用功能，保证核心功能可用。如电商网站交易付款出现问题了，商品依然可以正常浏览
• 软状态：允许有中间状态，这个状态不影响系统的可用性，如“数据同步中”
• 最终一致性：是指经过一段时间后，所有节点数据都将会达到一致

6. 什么是2PC：

• 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）
• 整个事务过程由事务管理器和参与者组成，大部分关系数据库如Oracle、MySQL都支持两阶段提交协议;

 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成功，则发送提交(Commit)消息，参与者进行提交事务
• 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，然后参与者进行回滚

7. 什么是3PC：

• 3PC即三阶段提交协议，是2PC的改进，分为询问CanCommit阶段、预提交PreCommit阶段、真正提交DoCommit阶段
• 相当于将2PC的准备阶段分为询问和预提交两个阶段

 询问阶段（CanCommit）：

• 事务管理器（也叫协调者）给每个参与者发送事务询问请求，然后等待各个参与者反馈
• 如果都反馈ok，则进入第二阶段；否则将取消各个参与者事务，而不会占用资源

 预提交阶段（PreCommit）：

• 事务管理器给每个参与者发送预提交请求，然后等待各个参与者反馈
• 参与者本地执行事务，并写本地的Undo/Redo日志，此时事务没有提交

 真正提交阶段（DoCommit）：

• 事务管理器收到各个参与者本地事务反馈都ok，则发送commit请求，参与者提交事务
• 事务管理器收到有参与者本地事务反馈失败了，则发送rollback请求，参与者本地回滚，释放资源