分布式（7）-编程知识

31.基于Zookeeper如何实现分布式锁？

32.什么是ACID？

33.什么是分布式的XA协议？

34.什么是2PC？

35.什么是3PC？

31.基于Zookeeper如何实现分布式锁？

顺序节点

创建一个用于发号的节点“/test/lock",然后以他为父亲节点的前缀为”/test/lock/seq"依次发号：

获得最小号得锁

由于序号的递增性，可以规定排号最小的那个获得锁。所以，每个线程在尝试占用锁之前，首先判断自己是排号是不是当前最小，如果是，则获取锁。

节点监听机制

每个线程抢占锁之前，先抢号创建自己的ZNode。同样，释放锁的时候，就需要删除抢号的Znode。抢号成功后，如果不是排号最小的节点，就处于等待通知的状态。等谁的通知呢？不需要其他人，只需要等前一个Znode的通知就可以了。当前一个znode删除的时候，就是轮到了自己占用锁的时候。第一个通知第二个，第二个通知第三个，击鼓传花似的依次向后。

32.什么是ACID？

一个事务有四个基本特性，也就是我们常说的（ACID）：

Atomicty(原子性）：事务是一个不可分割的整体，事务内所有的操作要么全做成功，要么全失败。

Consistency(一致性）：事务执行前后，数据从一个状态到另一个状态必须是一致的（A向B转账，不能出现A扣了钱，B却没收到）。

Isolation(隔离性）：多个并发事务之间相互隔离，不能互相干扰。

Durability（持久性）：事务完成后，对数据库的更改是永久保存的，不能回滚。

33.什么是分布式的XA协议？

XA协议是一个基于数据库的分布式事务协议，其分为两部分：事务管理器和本地资源管理器。事务管理器作为一个全局的调度者，负责对各个本地资源管理器统一号令提交或者回滚。二阶段提交协议（2PC）和三阶段协议（3PC）就是根据此协议衍生出来而来。主流的诸如Oracle，MySQL等数据库均已实现了XA接口。

XA接口是双向的系统接口，在事务管理器以及一个或者多个资源管理器之间此女工程通信桥梁。也就是说，在基于XA的一个事务中，我们可以针对多个资源进行事务管理，例如一个系统访问多个数据库，或即访问数据库，又访问像消息中间件直接实现全部提交，或全部取消的事务。XA规范不是Java规范，而是一种通用的规范。

34.什么是2PC？

两段提交顾名思义就是要进行两个阶段的提交：

第一阶段，准备阶段（投票阶段）；

第二阶段，提交阶段（执行阶段）。

下面还那下单扣库存举例子，简单描述一下两段提交（2PC）的原理：

之前说过业务服务化（SOA）以后，一个下单流程就会用到多个服务，各个服务都无法保证调用的其他服务的成功与否，这个时候就需要一个全局的角色（协调者）对各个服务（参与者）进行协调。

一个下单请求过来通过协调者，给每一个参与者发送Prepare消息，执行本地数据脚本但不提交事务。

如果协调者收到了参与者的失败消息或者超时，直接给每个参与者发送回滚（Rollback）消息；否则，发送提交（Commit）消息；参与者根据协调者的指令执行提交或者回滚操作，释放所有事务处理过程中被占用的资源，显然2PC做到了所有操作要么全部成功，要么全部失败。

两段提交（2PC）的缺点：

二阶段提交看似能够提供原子性的操作，但他存在着严重的缺陷：

网络都懂导致的数据不一致：第二阶段中协调者向参与者发送Commit命令之后，一旦此时发生网络抖动，导致一部分参与者接收到了Commit请求并执行，可其他未接到Commit请求的参与者无法执行事务提交。进而导致整个分布式系统出现了数据不一致。

超时导致的同步阻塞问题：

2PC中的所有的参与者节点都为事务阻塞型，当某一个参与者节点出现通信超时，其余参与者都会被动阻塞占用资源不能释放。

单点故障的风险：

由于严重的依赖协调者，一旦协调者发生故障，而此时参与者还都处于锁定资源的状态，无法完成事务commit操作。虽然协调者出现故障后，会重新选举一个协调者，可无法解决因前一个协调者宕机导致的参与者处于阻塞状态的问题。

35.什么是3PC？

三阶段提交（3PC）是对两段提交(2PC)的一种升级优化，3PC在2PC的第一阶段和第二阶段中插入一个准备阶段。保证了在最后提交阶段之前，各参与者节点的状态都一致。同时在协调者和参与者中都引入超时机制，当参与者各种原因未收到协调者的Commit请求后，会对本地事务进行Commit，不会一直阻塞等待，解决了2PC的单点故障问题，但3PC还是没能从根本上解决数据一致性的问题。

3PC的三个阶段分别是CanCommit,PreCommit,DoCommit:

CanCommit:协调者向所有参与者发送CanCommit命令，询问是否可以执行事务提交操作。如果全部响应YES则进入下一个阶段。

PreCommit:协调者向所有参与者发送PreCommit命令，询问是否可以进行事务的预提交操作，参与者接收到PreCommit请求后，如参与者成功的执行了事务操作，则返回YES响应，进入最终Commit阶段。一旦参与者中有向协调者发送了NO相应，协调者向所有参与者发送abort请求，参与者接收abort命令执行事务的中断。

DoCommit:在前两个阶段中所有参与者的响应反馈均是YES后，协调者向参与者发送DoCommit命令正是提交事务，如协调者没有接收到参与者发送的ACK响应，会向所有参与者发送abort请求命令，执行事务的中断。