ZooKeeper之三阶段提交(3PC)

Posted 2020-11-27 we9999

三阶段提交

三阶段提交在协调者和参与者中引入超时机制，并且把两阶段提交的第一阶段拆分为两步：询问，然后锁住资源，最后真正提交。

阶段一：CanCommit

1. 协调者向参与者发送commit请求，参与者如果可以提交就返回Yes响应，否则返回No响应。(如何判断是否可以提交不同的算法有不同的机制，但主要作用是确定Cohort具备基本的完成Commit条件，并不会执行事务操作)

2. 事务询问。Coordinator向Cohort发送CanCommit请求。询问是否可以执行事务提交操作。然后开始等待参与者的响应。

3. 响应反馈。Cohort接到CanCommit请求之后，正常情况下，如果其自身可以顺利执行事务，则返回Yes响应，并进入预备状态。否则反馈No

阶段二：PreCommit

Coordinator根据Cohort的反应情况来决定是否可以继续事务的PreCommit操作。根据响应情况，有以下两种可能。假如Coordinator从所有的Cohort获得的反馈都是Yes响应，那么就会进行事务的预执行：

1. 发送预提交请求。Coordinator向Cohort发送PreCommit请求，并进入Prepared阶段。
2. 事务预提交。Cohort接收到PreCommit请求后，会执行事务操作，并将undo和redo信息记录到事务日志中。
3. 响应反馈。如果Cohort成功的执行了事务操作，则返回ACK响应，同时开始等待最终指令。

假如有任何一个Cohort向Coordinator发送了No响应，或者等待超时之后，Coordinator都没有接到Cohort的响应，那么就中断事务：

1. 发送中断请求。Coordinator向所有Cohort发送abort请求。
2. 中断事务。Cohort收到来自Coordinator的abort请求之后（或超时之后，仍未收到Cohort的请求），执行事务的中断。

阶段三：DoCommit

该阶段进行真正的事务提交，也可以分为以下两种情况。

执行提交

1. 发送提交请求。Coordinator接收到Cohort发送的ACK响应，那么他将从预提交状态进入到提交状态。并向所有Cohort发送doCommit请求。
2. 事务提交。Cohort接收到doCommit请求之后，执行正式的事务提交。并在完成事务提交之后释放所有事务资源。
3. 响应反馈。事务提交完之后，向Coordinator发送ACK响应。
4. 完成事务。Coordinator接收到所有Cohort的ACK响应之后，完成事务。

中断事务

Coordinator没有接收到Cohort发送的ACK响应（可能是接受者发送的不是ACK响应，也可能响应超时），那么就会执行中断事务。

1. 发送中断请求。Coordinator向所有Cohort发送abort请求
2. 事务回滚。Cohort接收到abort请求之后，利用其在阶段二记录的undo信息来执行事务的回滚操作，并在完成回滚之后释放所有的事务资源。
3. 反馈结果。Cohort完成事务回滚之后，向Coordinator发送ACK消息
4. 中断事务。Coordinator接收到参与者反馈的ACK消息之后，执行事务的中断。