分布式事务：乐观事务和悲观事务

前言

最近留意到了一款优秀的国产数据库tidb，研究了一下他们实现的分布式事务，属于二段提交（2PC）。tidb借鉴了 google 用于实现 big table 的分布式事务实践 Percolator 。下面会讲一下分布式事务的乐观和悲观锁。

悲观 or 乐观？

拿去餐厅用餐等位置的经历来举例

乐观者

这个时候餐厅应该不会很多人吧？我去先去看看排的队长不长，长我就先回家等等，不长我就去用餐了。

悲观者

这个时候餐厅应该会很多人吧？我先打个电话预约一下餐桌，免得到时候人多白跑一趟。

分析

不难发现，乐观者会先假设餐厅是相对空闲的一个状态，避免了占用资源但是暂时不使用的浪费资源现象。而悲观者会基于资源是相对繁忙的一个情况，会先对资源进行预约占用（上锁）。

乐观事务

下面来讲一下乐观事务的事务流程。在事务提交之前，会先把数据的 update/delete 操作缓存到内存。然后大体分为两个步骤完成事务提交。

Prewrite

把需要修改的 key 分为两部分：随机1个 primary 、其他作为 secondaries 。

• 首先把 primary 上锁，会有两种情况上锁失败：
  • key 已经被上锁
  • 在本次事务开始时间戳（startTs）后，已经有过写操作，此处称为冲突（Conflict）。
• 把 secondaries 用 primary key 类似的上锁方法上锁

上锁前

上锁后

Commit

Prewrite 完成之后，需要开始进行提交操作。

• 提交 primary key：写入数据，记录事务提交时间戳（commitTs）。
• 解开 primary key 的锁
• 异步进行提交 secondaries key 操作。

重试

由于在 Prewrite 阶段有可能会产生失败，失败就会产生回滚和重试。在一些大事务当中，冲突率有可能非常高，导致频繁重试。此时需要引入悲观事务。

悲观事务

悲观锁事务其实整体流程都非常类似乐观锁事务。不同的是，把 prewrite 阶段的锁，提前到客户端开启事务中的DML语句当中。

乐观事务

悲观事务

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参考

TiDB 最佳实践系列（三）乐观锁事务
TiDB 新特性漫谈：悲观事务