分布式数据库

概念特点
  • 数据独立性

    数据分布独立性（分布透明性）

  • 集中与自治共享结合的控制结构

    各局部的DBMS可以独立的管理局部数据库，具有自治的功能。同时，系统又设有集中控制机制，协调各局部DBMS的工作，执行全局应用。

  • 数据冗余

    不同的场地存储统一数据的多个副本，提高系统的可靠性、可用性、性能

  • 全局一致性/可串行性/可恢复性

    一致性确保数据在任何事务执行后都保持合法状态。

    可串行性保证并发事务的结果与某种顺序串行执行的结果一致，使并发控制的理想状态

    可恢复性确保系统在故障后能够恢复到一致状态，是系统可靠性的保证

分布式事务

常用解决方案2PC/3PC,TCC,SAGA,本地数据表，MQ消息事务，最大努力通知

  • 两阶段提交2PC

    一阶段：事务预处理/投票阶段
    • 事务询问。协调者向所有参与者发送事务内容，询问是否可以执行提交操作，并开始等待各参与者进行响应。
    • 执行事务。各参与者节点，执行事务操作，并将Undo和Redo操作计入本机事务日志
    • 各参与者向协调者反馈事务问询的响应。成功执行返回Yes，否则返回No
    二阶段：执行事务提交
    • 所有参与者Reply Yes，执行事务提交。发送提交请求。协调者向所有参与者发送Commit请求，事务提交。
    • 参与者收到commit请求后，会正式执行事务提交操作，并在完成提交操作后，释放在整个事务执行期间占用的资源；返回事务提交结果。参与者在完成事务提交，协调者发送ACK消息确认，完成事务。协调者在收到所有参与者的ACK后，完成事务
主要问题 解释
性能问题 在2PC提交过程中，所有参与事务操作的逻辑都处于阻塞状态，占用系统资源。
单点故障 2PC协议中的协调者是个单点，一旦协调者出现问题，其他参与者将无法释放事务资源，也无法完成事务操作。是一个严重的可靠性隐患
数据不一致 当执行事务提交过程时，如果协调者向所有参与者发送Commit请求后，发生局部网络异常或者系统跳着自身崩溃，可能只有部分参与者收到并执行了请求。导致系统出现数据不一致的情况
保守机制 2PC没有完善的容错机制，当参与者出现故障时，协调者无法快速得知，只能严格依赖超时设计来决定是否继续提交或中断事务。这种机制比较保守，无法应对动态的网络环境。

  • TCC方案

    TCC（Try-Confirm-Cancel）概念。
    • TCC事务机制相比于2PC解决了协调者单点问题，由业务方发起并完成这个业务活动。业务活动管理器也变成多点，引入集群。
    • 同步阻塞：引入超时，超时后进行补偿，并且不会锁定整个资源，将资源转为业务逻辑形式，粒度变小
    • 数据一致性，有了补偿机制之后，由业务活动管理器控制一致性
    阶段
    • Try阶段：尝试执行，完成所有业务检查（一致性），预留必须业务资源（准隔离性）
    • Confirm阶段：确认执行真正执行业务，不做任务业务检查，只使用Try阶段预留的业务资源，Confirm操作满足幂等性。要求具备幂等设计，Confirm失败后需要进行重试
    • Cancel阶段：取消执行，释放Try阶段预留的业务资源。Cancel操作满足幂等性。