什么是2pc算法

2pc又称为二阶段提交协议，即将事务的提交过程分为两个阶段来进行处理：准备阶段和提交阶段，解决了分布式原子性问题

事务的发起者称协调者，事务的执行者称参与者。

2pc算法过程

阶段1：准备阶段

1、协调者向所有参与者发送事务内容，询问是否可以提交事务，并等待所有参与者答复。
2、各参与者执行事务操作，将操作信息记入事务日志中（但不提交事务）。
3、如参与者执行成功，给协调者反馈YES，即可以提交；如执行失败，给协调者反馈NO，即不可提交。

阶段2：提交阶段

此阶段分两种情况:

• 情况1：所有参与者均反馈YES时，即提交事务。
  • 1、协调者向所有参与者发出正式提交事务的请求（即Commit请求）。
  • 2、参与者执行Commit请求，并释放整个事务期间占用的资源。
  • 3、各参与者向协调者反馈Ack完成的消息。
  • 4、协调者收到所有参与者反馈的Ack消息后，即完成事务提交。

• 情况2：任何一个参与者反馈NO时，即中断事务
  • 1、协调者向所有参与者发出回滚请求（即Rollback请求）。
  • 2、参与者使用阶段1中的操作信息执行回滚操作，并释放整个事务期间占用的资源。
  • 3、各参与者向协调者反馈Ack完成的消息。
  • 4、协调者收到所有参与者反馈的Ack消息后，即完成事务中断。

2PC的缺陷

1、同步阻塞：最大的问题即同步阻塞，即：所有参与事务的逻辑均处于阻塞状态。
2、单点：协调者存在单点问题，如果协调者出现故障，参与者将一直处于锁定状态。
3、脑裂：在阶段2中，如果只有部分参与者接收并执行了Commit请求，会导致节点数据不一致。

由于2PC存在如上同步阻塞、单点、脑裂问题，因此又出现了2PC的改进方案，即3PC。

什么是3pc算法

3PC，三阶段提交协议，是2PC的改进版本，即将事务的提交过程分为CanCommit、PreCommit、do Commit三个阶段来进行处理。

事务的发起者称协调者，事务的执行者称参与者。

3pc算法过程

阶段1：CanCommit

1、协调者向所有参与者发出包含事务内容的CanCommit请求，询问是否可以提交事务，并等待所有参与者答复。
2、参与者收到CanCommit请求后，如果认为可以执行事务操作，则反馈YES并进入预备状态，否则反馈NO。

阶段2：PreCommit

此阶段分两种情况：
1、所有参与者均反馈YES，即执行事务预提交。
2、任何一个参与者反馈NO，或者等待超时后协调者尚无法收到所有参与者的反馈，即中断事务。

• 事务预提交：（所有参与者均反馈YES时）

1、协调者向所有参与者发出PreCommit请求，进入准备阶段。
2、参与者收到PreCommit请求后，执行事务操作，将操作信息记入事务日志中（但不提交事务）。
3、各参与者向协调者反馈Ack响应或No响应，并等待最终指令。

• 中断事务：（任何一个参与者反馈NO，或者等待超时后协调者尚无法收到所有参与者的反馈时）

1、协调者向所有参与者发出终止请求。
2、无论收到协调者发出的终止请求，或者在等待协调者请求过程中出现超时，参与者均会中断事务。

阶段3：do Commit

此阶段也存在两种情况：
1、所有参与者均反馈Ack响应，即执行真正的事务提交。
2、任何一个参与者反馈NO，或者等待超时后协调者尚无法收到所有参与者的反馈，即中断事务。

• 提交事务：（所有参与者均反馈Ack响应时）

1、如果协调者处于工作状态，则向所有参与者发出do Commit请求。
2、参与者收到do Commit请求后，会正式执行事务提交，并释放整个事务期间占用的资源。
3、各参与者向协调者反馈Ack完成的消息。
4、协调者收到所有参与者反馈的Ack消息后，即完成事务提交。

• 中断事务：（任何一个参与者反馈NO，或者等待超时后协调者尚无法收到所有参与者的反馈时）

1、如果协调者处于工作状态，向所有参与者发出中断请求。
2、参与者使用阶段1中的操作信息执行回滚操作，并释放整个事务期间占用的资源。
3、各参与者向协调者反馈Ack完成的消息。
4、协调者收到所有参与者反馈的Ack消息后，即完成事务中断

3PC的优点和缺陷

优点：降低了阻塞范围，在等待超时后协调者或参与者会中断事务。避免了协调者单点问题，阶段3中协调者出现问题时，参与者会继续提交事务。

缺陷：脑裂问题依然存在，即在参与者收到PreCommit请求后等待最终指令，如果此时协调者无法与参与者正常通信，会导致参与者继续提交事务，造成数据不一致。

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