分布式事務(wù)在系統(tǒng)架構(gòu)中的處理策略

分布式事務(wù)在系統(tǒng)架構(gòu)中的處理策略匯報人：朱老師2023-11-23分布式事務(wù)概述兩階段提交（2PC）三階段提交（3PC）基于可靠消息的解決方案（RSM）基于事務(wù)消息的解決方案（TM）其他分布式事務(wù)處理策略分布式事務(wù)處理策略的選擇與優(yōu)化建議01分布式事務(wù)概述分布式事務(wù)是指涉及多個獨立計算節(jié)點（分布在不同的網(wǎng)絡(luò)和機器）的事務(wù)處理。這些節(jié)點通常由不同的應(yīng)用程序或服務(wù)組成，它們之間通過消息傳遞或遠程調(diào)用（RPC）進行通信。什么是分布式事務(wù)分布式事務(wù)通常分為以下幾類2PC（兩階段提交）：將分布式事務(wù)的提交過程分為兩個階段，即準(zhǔn)備階段和提交階段。在準(zhǔn)備階段，協(xié)調(diào)者詢問所有參與者是否準(zhǔn)備好提交；在提交階段，協(xié)調(diào)者根據(jù)所有參與者的回答決定是否提交或回滾事務(wù)。3PC（三階段提交）：在2PC的基礎(chǔ)上引入一個預(yù)提交階段，用于詢問所有參與者是否可以提交事務(wù)。如果所有參與者都回答“可以提交”，則進行提交；否則，回滾事務(wù)。分布式事務(wù)的分類SagaSaga是一種分布式事務(wù)管理模式，它將一個分布式事務(wù)分解為一系列小的、可管理的事務(wù)。每個小事務(wù)都有明確的開始和結(jié)束點，并且每個小事務(wù)都可以被獨立地處理和恢復(fù)。Saga可以基于事件或基于命令來處理分布式事務(wù)。要點一要點二*TCC（Try,Confirm,Cancel）TCC是一種基于Try、Confirm和Cancel三個操作來處理分布式事務(wù)的方法。在Try階段，各個參與節(jié)點嘗試執(zhí)行事務(wù)操作；在Confirm階段，各個參與節(jié)點確認已經(jīng)成功執(zhí)行了事務(wù)操作；在Cancel階段，各個參與節(jié)點如果發(fā)現(xiàn)事務(wù)無法執(zhí)行，則取消事務(wù)。分布式事務(wù)的分類分布式事務(wù)面臨以下挑戰(zhàn)一致性問題：由于各個參與節(jié)點之間可能存在網(wǎng)絡(luò)延遲、系統(tǒng)故障或應(yīng)用程序錯誤等異常情況，分布式事務(wù)可能會出現(xiàn)一致性問題。性能問題：由于涉及多個獨立計算節(jié)點之間的通信和協(xié)作，分布式事務(wù)通常比單機事務(wù)更耗費性能。容錯問題：在分布式事務(wù)中，如果某個參與節(jié)點出現(xiàn)故障或異常情況，需要有一種機制能夠保證其他參與節(jié)點的事務(wù)能夠正常完成。分布式事務(wù)的挑戰(zhàn)02兩階段提交（2PC）兩階段提交的原理是將分布式事務(wù)的提交過程分為兩個階段：預(yù)提交（Prepare）和提交（Commit）。在預(yù)提交階段，事務(wù)涉及的所有節(jié)點都會執(zhí)行預(yù)處理操作，如果所有節(jié)點都預(yù)提交成功，則進入提交階段；如果有任何一個節(jié)點預(yù)提交失敗，則不會進入提交階段，而是回滾所有節(jié)點的操作。在提交階段，協(xié)調(diào)者會根據(jù)預(yù)提交階段的結(jié)果決定是否提交或回滾所有節(jié)點的操作。2PC的原理如果所有節(jié)點都回復(fù)預(yù)提交成功，協(xié)調(diào)者節(jié)點會向所有參與節(jié)點發(fā)送提交指令；如果有任何一個節(jié)點回復(fù)預(yù)提交失敗，協(xié)調(diào)者節(jié)點會向所有參與節(jié)點發(fā)送回滾指令。兩階段提交的實現(xiàn)方式是通過引入一個協(xié)調(diào)者節(jié)點來統(tǒng)一管理事務(wù)的提交和回滾。協(xié)調(diào)者節(jié)點首先會向所有參與節(jié)點發(fā)送預(yù)提交指令，等待所有節(jié)點回復(fù)預(yù)提交結(jié)果。2PC的實現(xiàn)方式兩階段提交的優(yōu)點是能夠保證分布式事務(wù)的一致性，且在單次提交過程中具有較高的性能。兩階段提交的缺點是存在單點故障問題，如果協(xié)調(diào)者在第二階段發(fā)生故障，可能會導(dǎo)致整個事務(wù)無法完成；此外，由于需要等待所有節(jié)點的回復(fù)，兩階段提交的并發(fā)性能較低。2PC的優(yōu)缺點03三階段提交（3PC）它將事務(wù)的提交過程分為三個階段：預(yù)提交、提交和回滾。在預(yù)提交階段，事務(wù)被分配一個全局事務(wù)ID，并通知所有相關(guān)節(jié)點準(zhǔn)備提交。如果在提交階段發(fā)生故障，協(xié)調(diào)者會通知所有節(jié)點進行回滾操作。在提交階段，協(xié)調(diào)者詢問所有參與者是否準(zhǔn)備好提交，并獲得大多數(shù)節(jié)點的確認后，執(zhí)行提交操作。三階段提交是分布式事務(wù)處理的一種算法，用于協(xié)調(diào)多個節(jié)點之間的操作。3PC的原理3PC的實現(xiàn)方式通常采用TCP/IP協(xié)議進行通信。協(xié)調(diào)者節(jié)點使用TCP/IP協(xié)議向所有參與者節(jié)點發(fā)送預(yù)提交請求，并等待確認響應(yīng)。協(xié)調(diào)者節(jié)點在收到大多數(shù)節(jié)點的確認響應(yīng)后，向所有節(jié)點發(fā)送提交請求，并等待執(zhí)行結(jié)果。如果在提交階段發(fā)生故障，協(xié)調(diào)者節(jié)點會向所有節(jié)點發(fā)送回滾請求，并等待執(zhí)行結(jié)果。010203043PC的實現(xiàn)方式3PC能夠保證分布式事務(wù)的一致性，避免了分布式事務(wù)的不一致問題。優(yōu)點3PC的缺點是性能開銷較大，因為需要多次詢問和確認，增加了系統(tǒng)的延遲和負載。此外，3PC在單點故障的情況下容易發(fā)生性能瓶頸，因為協(xié)調(diào)者節(jié)點一旦發(fā)生故障，整個系統(tǒng)將無法正常工作。缺點3PC的優(yōu)缺點04基于可靠消息的解決方案（RSM）RSM通過使用可靠的消息隊列來保證消息的傳輸可靠性。在發(fā)送消息時，使用持久化存儲來確保消息不會因為系統(tǒng)故障而丟失。消息的可靠性RSM將分布式事務(wù)的協(xié)調(diào)過程與業(yè)務(wù)邏輯解耦，通過消息傳遞的方式完成事務(wù)的協(xié)調(diào)。事務(wù)的解耦RSM采用異步處理方式，通過消息隊列將事務(wù)操作進行異步處理，避免了阻塞和等待。事務(wù)的異步處理RSM的原理消息的確認機制消費者在執(zhí)行完操作后需要向生產(chǎn)者發(fā)送確認消息，通知生產(chǎn)者事務(wù)操作已完成。消息的生產(chǎn)和消費生產(chǎn)者負責(zé)將事務(wù)操作的消息發(fā)送到消息隊列，消費者負責(zé)從消息隊列中獲取消息并執(zhí)行相應(yīng)的操作。消息的持久化存儲使用持久化存儲來保證消息的不丟失和可靠性。RSM的實現(xiàn)方式優(yōu)點RSM能夠保證消息的可靠傳輸，避免了因為系統(tǒng)故障導(dǎo)致的事務(wù)問題；同時，通過解耦和異步處理，提高了系統(tǒng)的性能和響應(yīng)能力。缺點RSM需要使用額外的消息隊列和持久化存儲，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本；同時，需要處理消息的確認和事務(wù)的協(xié)調(diào)過程，增加了系統(tǒng)的開發(fā)難度。RSM的優(yōu)缺點05基于事務(wù)消息的解決方案（TM）事務(wù)消息是一種消息傳遞方式，它確保了消息的可靠性和一致性，從而實現(xiàn)了分布式事務(wù)的處理。事務(wù)消息的概念通過將分布式事務(wù)拆分成一系列小的原子事務(wù)，并使用事務(wù)消息進行通信和協(xié)調(diào)，最終達成一致性結(jié)果。事務(wù)消息的原理TM的原理使用消息隊列作為中間件，實現(xiàn)分布式事務(wù)的消息傳遞和協(xié)調(diào)。消息隊列事務(wù)管理器消息協(xié)議事務(wù)管理器負責(zé)協(xié)調(diào)和管理分布式事務(wù)的執(zhí)行，確保事務(wù)的一致性和可靠性。使用特定的消息協(xié)議，如AMQP、MQTT等，實現(xiàn)事務(wù)消息的傳輸和解析。030201TM的實現(xiàn)方式優(yōu)點實現(xiàn)簡單：基于事務(wù)消息的解決方案實現(xiàn)相對簡單，可以快速開發(fā)出分布式事務(wù)處理系統(tǒng)。可靠性高：通過使用事務(wù)消息和事務(wù)管理器，可以確保分布式事務(wù)的一致性和可靠性。缺點系統(tǒng)開銷大：使用消息隊列作為中間件會增加系統(tǒng)的復(fù)雜度和開銷。不適用于所有場景：對于一些實時性要求高的場景，使用事務(wù)消息可能會導(dǎo)致延遲問題。TM的優(yōu)缺點06其他分布式事務(wù)處理策略總結(jié)詞Saga模式是一種分布式事務(wù)處理模式，它通過將分布式事務(wù)拆分成一系列的子事務(wù)來處理，并使用消息隊列來異步通信和協(xié)調(diào)這些子事務(wù)的執(zhí)行。詳細描述Saga模式的核心思想是將分布式事務(wù)拆分成一系列的子事務(wù)，每個子事務(wù)都是一個獨立的操作單元，并且具有明確的開始和結(jié)束。這些子事務(wù)之間通過消息隊列進行異步通信和協(xié)調(diào)，以確保它們按照正確的順序執(zhí)行。Saga模式還提供了恢復(fù)機制，以處理子事務(wù)失敗的情況，并保證整個分布式事務(wù)的原子性和一致性。Saga模式總結(jié)詞本地消息表模式是一種分布式事務(wù)處理模式，它通過在每個參與分布式事務(wù)的節(jié)點上維護一個本地消息表來處理分布式事務(wù)。詳細描述本地消息表模式的核心思想是在每個參與分布式事務(wù)的節(jié)點上維護一個本地消息表，該表記錄了該節(jié)點參與的分布式事務(wù)的所有消息。當(dāng)一個節(jié)點需要發(fā)送消息給另一個節(jié)點時，它只需要將消息發(fā)送到本地消息表中，而不需要直接發(fā)送給目標(biāo)節(jié)點。目標(biāo)節(jié)點會定期從本地消息表中讀取未讀的消息并處理它們。這種模式可以避免分布式事務(wù)中的網(wǎng)絡(luò)通信開銷，提高了系統(tǒng)的性能和可靠性。本地消息表（LocalMessageTable，LMT）模式總結(jié)詞可靠事件模式是一種分布式事務(wù)處理模式，它通過事件驅(qū)動的方式處理分布式事務(wù)，并保證事件的可靠傳遞和處理。詳細描述可靠事件模式的核心思想是通過事件來驅(qū)動分布式事務(wù)的處理。在可靠事件模式中，每個參與分布式事務(wù)的節(jié)點都維護一個事件隊列，用于記錄該節(jié)點需要處理的事件。當(dāng)一個節(jié)點需要發(fā)送事件給另一個節(jié)點時，它只需要將事件發(fā)送到目標(biāo)節(jié)點的事件隊列中。目標(biāo)節(jié)點會定期從其事件隊列中讀取未讀的事件并處理它們。為了保證事件的可靠傳遞和處理，可靠事件模式還提供了一些機制，如重試機制、確認機制和超時機制等?？煽渴录Ｊ剑≧eliableEventPattern，REP）07分布式事務(wù)處理策略的選擇與優(yōu)化建議性能與可用性分布式事務(wù)處理策略的選擇也需要考慮性能和可用性，例如一些處理策略可能會影響系統(tǒng)的性能和可用性。業(yè)務(wù)場景不同的業(yè)務(wù)場景可能需要不同的處理策略，例如金融系統(tǒng)可能需要更高級別的數(shù)據(jù)一致性保證，而電商系統(tǒng)可能更關(guān)注性能和可用性。系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計也會影響分布式事務(wù)處理策略的選擇，例如微服務(wù)架構(gòu)可能更適合使用基于消息的分布式事務(wù)處理策略。技術(shù)棧不同的技術(shù)?？赡苤С植煌姆植际绞聞?wù)處理策略，例如基于數(shù)據(jù)庫的事務(wù)和基于消息的分布式事務(wù)處理策略可能需要不同的技術(shù)棧支持。選擇依據(jù)0102使用合適的分布式事務(wù)處…選擇適合業(yè)務(wù)場景和技術(shù)棧的分布式事務(wù)處理框架，例如Seata、RocketMQ等。優(yōu)化數(shù)據(jù)一致性根據(jù)業(yè)務(wù)需求，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)一致