3PC,是Three-Phase Commit的缩写,即三阶段提交,是2PC的改进版,其二阶段提交协议的“提交事务请求”过程一分为二,形成了由CanCommit,PreCommit,do Commit三个阶段组成的事务处理协议。
阶段一:CanCommit
- 1.事务询问:协调者向所有的参与者发送一个包含事务内容的canCommit请求,询问是否可以执行事务提交操作,并开始等待各个参与者的响应。
- 2.各个参与者向协调者反馈事务询问的响应:参与者在接收到来自协调者的canCommit请求后,正常情况下,如果其自身认为可以顺利执行事务,那么会反馈Yes响应,并进入预备状态,否则反馈No响应。
阶段二:PreCommit
在阶段二中,协调者会根据各个参与者的反馈情况来决定是否进行事务的PreCommit操作,正常情况下,包含两种可能。
执行事务预提交
加入协调者从所有的参与者获得的反馈都是Yes标签,并进入Prepared阶段。
- 发送预提交请求:协调者向所有参与者节点发送preCommit请求,并进入Prepared阶段。
- 事务预提交:参与者接收到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。
- 各个参与者向协调者反馈事务执行的响应:如果参与者成功执行了事务操作,那么就会反馈给协调者Ack响应,同时等待最终指令:提交(commit)或中止(abort)。
中断事务
假如任何一个参与者向协调者反馈了No响应,或者在等待超时之后,协调者尚无法接收到所有参与者的反馈响应,那么就会中断事务。
- 1.发送中断请求:协调者向所有参与者节点发出abort请求。
- 2.中断事务:无论是收到来自协调者的abort请求,或者是在等待协调者请求过程中出现超时,参与者都会中断事务。
阶段三:doCommit
该阶段将进行真正的事务提交,会存在一下两种可能情况:
执行提交
- 1.发送提交请求:进入这一阶段,假设协调者处于正常工作状态,并且它接收到了来自所有参与者的Ack响应,那么它将从“预提交”状态转换到“提交状态”,冰箱所有参与者发送doCommit请求。
- 2.事务提交:参与者接收到doCommit请求后,会正式执行事务提交操作,并在完成提交之后释放在整个事务执行期间占用的事务资源。
- 3.反馈事务提交结果:参与者在完成事务提交,向协同者发送Ack消息。
- 4.完成事务:协调者接收到所有参与者反馈的Ack消息后,完成事务。
中断事务
进入这一阶段,假设协调者处于正常工作状态,并且有任意一个参与者向协调者反馈了No响应,或者在等待超时之后,协调者尚无法接收到所有参与者的反馈响应,那么就会中断事务。
- 1.发送中断请求:协调者向所有的参与者结点发送abot请求。
- 2.事务回滚:参与者接收到abort请求之后,会利用其在阶段二中记录的Undo信息来执行事务回滚操作,并在完成回滚之后释放在整个事务执行期间占用的资源。
- 3.反馈事务回滚结果:参与者在完成事务回滚之后,向协同者发送Ack消息。
- 中断事务:协调者接收到所有参与者反馈的Ack消息后,中断事务。
需要注意的是,一旦进入阶段三,可能会存在以下两种故障。
1.协调者出现问题。
2.协调者和参与者之间的网络出现故障。
无论出现哪种情况,最终都会导致参与者无法及时接收到来自协调者doCommit或是abort请求,针对这样的异常情况,参与者都会在等待超时之后,继续进行事务提交。
优缺点
相对于二阶段提交,三阶段提交协议最大的优点就是降低了参与者的阻塞范围,并且能够在出现单点故障后继续达成一致。
三阶段提交协议的缺点:三阶段提交协议在去除阻塞的同时也引入了新的问题,那就是在参与者接收到preCommit消息后,如果网络出现分区,此时协调者所在的结点和参与者无法进行正常的网络通信,在这种情况下,该参与者依然会进行事务的提交,这必然出现数据的不一致。