第四章：OceanBase集群技术架构（分布式事务、MVCC、事务隔离级别）

分布式事务跨机执行时，OceanBase通过多种机制保证ACI

A 原子性Atomicity

原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。

依赖两阶段提交协议保证分布式事务的原子性

C 一致性Consistency

事务前后数据的完整性必须保持一致

保证主键唯一等一致性约束。全局快照-单租户GTS服务，1秒钟内能够响应获取全局时间戳的调用次数超过200万次。

I 隔离性Isolation

多个用户并发访问数据库时，数据库为每个用户开启的事务，不能被其他事务的操作所干扰。

采用MVCC进行并发控制，实现read-committed的隔离级别

所有修改的行加互斥锁，实现写-写互斥

读操作读取特定快照版本的数据，读写互不阻塞

D 持久性Durability

一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

Redo-Log使用Paxos协议做多副本同步

因服务器时钟差异，分布式数据库ACID挑战更大

和传统的数据库的单点全共享架构不同，OceanBase是一个原生的分布式架构，采用了多点无共享的架构，在实现全局一致的快照隔离和多版本并发控制时，会面临分布式架构所带来的技术挑战。

OceanBase全局一致性快照技术

OceanBase数据库利用一个集中式服务来提供全局一致的版本号。事务在修改数据或者查询数据的时候，无论请求源自哪台物理 机器，都会从这个集中式的服务处获取版本号，保证所有的版本号单调向前并且和真实世界的时间顺序保持一致。

创新的两阶段提交，任何故障均可以保障事务的原子性

技术难点：依赖两阶段提交协议保证事务原子性

两阶段提交：状态多、复杂、状态机容易卡住

OceanBase两阶段提交协议特点

事务协调者和所有参与者都是高可用的。

单机多分区事务，所有参与者都prepare成功即认为事务进入提交状态，立即返回客户端commit

全自动处理异常情况

多版本并发控制（MVCC），解决读写互斥问题

事务隔离级别

事务并发问题：

脏读：读取了未提交的数据

不可重复读：指的是在同一事务内，不同的时刻读到的同一批数据可能是不一样的（期间被别的事务更新数据）

幻读：指的是在同一事务内，在操作过程中进行两次查询，第二次查询的结果包含了第一次查询中 未出现的数据或者缺少了第一次查询中出现的数据（期间被别的事务插入或者删除了数据）

OceanBase支持多种事务隔离级别

基于全局一致的数据版本号管理，以不同的版本号策略实现不同的隔离级别

Oracle模式支持以下两种隔离级别，应用系统可以根据需求权衡使用任何一种隔离级别：

Read-Committed：避免脏读，存在不可重复读和幻读（默认）

Serializable：避免脏读、不可重复读、幻读

MySQL模式支持读已提交、可重复读两种隔离级别

不支持脏读（Dirty-Read），只能获取已提交数据