cmu440(8) Distributed Concurrency Management 2

Distributed Transactions

1. 与以前类似的想法，但是：
   • 状态遍布服务器（甚至可能是WAN）
   • 希望启用单个事务来读取和更新全局状态，同时保持ACID属性
2. 总体思路：
   • 客户端启动事务。利用“协调员”
   • 所有其他相关的服务器作为“参与者”
   • 协调员分配唯一的交易ID（TID）

2-Phase commit

1. 准备和投票
   • 参与者找出所有状态变化
   • 每个决定是否可以完成交易
   • 与协调员沟通
2. 提交
   • 协调员向参与者进行广播：COMMIT / ABORT
   • 如果COMMIT，参与者进行相应的状态更改

实现

1. 作为一组消息来实现
   • 协调员和参与者之间
2. 消息在第一阶段
   • A：协调员向参与者发送“CanCommit？”
   • B：参与者回应：“投票提交”或“投票弃权”
3. 消息在第二阶段
   • A： 如果任何参与者“VoteAbort”交易中止。 协调员向所有人发送“DoAbort”=>释放锁定
   • B：否则，向所有人发送“DoCommit”=>完成交易

Example for 2PC

1. 服务器A处银行的帐户“i”，服务器B处的“j”。

Server A would implement transaction

iServer B would implement transaction

服务器B可以假设“i”的账户有足够的钱，否则整个交易将中止
怎么锁定？ 个人参与者锁

• 在准备过程开始时获取锁定，在提交/中止释放

Deadlocks and Livelocks

1. 分布式的死锁
   • 跨服务器的事务对锁的循环依赖性
   • 在2PC中，如果参与者不能响应投票请求（例如仍在等待其本地资源上的锁）
   • 处理超时。 参与者超时，然后投票中止。 再次重试交易。
     • 解决死锁问题
     • 但是，LIVELOCK的危险 - 不断尝试！

总结

1. 分布式一致性管理
2. ACID属性可取
3. 单个服务器的情况：使用锁，在使用两阶段锁定（严格的2PL，严格的2PL严格）的情况下，对锁的事务性支持
4. 多服务器分布式情况：使用分阶段事务的两阶段提交。 需要协调员来管理来自参与者的消息。

Two-Phase Commit (1)

The finite state machine

(a) The finite state machine for the coordinator in 2PC.
(b) The finite state machine for a participant.

Coordinator/Participant can be blocked in 3 states:

• Participant: Waiting in INIT state for VOTE_REQUEST
• Coordinator: Blocked in WAIT state, listening for votes
• Participant: blocked in READY state, waiting for global vote

Two-Phase Commit (2)

1. 如果“READY”参与者没有收到全局提交呢？ 不能中止=>找出协调员可能发送了什么消息。
2. 方法：询问其他参与者
   • 对任何参与者的回应采取行动

     • 例如。 P处于READY状态，询问其他“Q”参与者

       
       
       

       image.png

如果每个人都处于“ready”状态，则协议模块用于协调员（例如，如果协调员没有响应或已经崩溃！）。

Two-Phase Commit (3)

1. 为了恢复，必须将状态保存到永久存储器（例如日志），以在故障之后重新启动/恢复。
   • 参与者（INIT）：安全到当地中止，通知协调员
   • 参与者（READY）：联系其他人
   • 协调器（WAIT）：重新发送VOTE_REQ
   • 协调员（等待/决定）：重新传送VOTE_COMMIT

协调员必须小心跟踪两个状态：
如果它记录了进入等待状态并且没有回来所有的响应，它可以重新发送VOTE_REQ
如果它已经恢复已经在第二阶段做出决定，那么这个决定必须被记录下来并且被重新发送。

2PC: Actions by Coordinator

iActions by Coordinator

Actions by Participant

Handling Decision Request

Handling Decision Request

请注意，参与者只有在达成全球决定并将其付诸日志时才能帮助他人。
如果每个人都收到VOTE_REQ，协调员崩溃怎么办？