Protokollen for two-phase commit

Når én forretningshandling strækker sig over to databaser, ønsker du alt eller intet: begge gennemfører eller begge ruller tilbage. En enkelt lokal transaktion kan ikke spænde over separate systemer, så vi har brug for en koordineringsprotokol.

Tofaset commit (2PC) er en klassisk protokol, hvor en koordinator fører flere deltagere frem til en enstemmig beslutning: gennemfør eller afbryd.

Koordinatoren spørger hver deltager: kan du gennemføre? Hver deltager udfører arbejdet, låser ressourcerne, skriver i sin log og svarer ja (forberedt) eller nej.

Hvis alle svarede ja, beder koordinatoren alle om at gennemføre. Hvis nogen svarede nej, beder den alle om at afbryde. Beslutningen er endelig og registreret.

2PC sikrer atomicitet på tværs af deltagerne: Der findes ingen tilstand, hvor én har gennemført, mens en anden har afbrudt, så længe protokollen gennemføres.

Her er den alvorlige fejl: Hvis koordinatoren går ned efter fase 1, sidder deltagerne fast og holder låsene, uden at kunne træffe en beslutning. De blokerer på ubestemt tid, indtil koordinatoren er tilbage.

Ressourcerne forbliver låst under hele protokoludvekslingen. På tværs af tjenester og netværk reducerer det samtidighed og tilgængelighed markant, hvilket er uacceptabelt for mikrotjenester i stor skala.

2PC prioriterer konsistens over tilgængelighed. En netværkspartition under gennemførelsen kan fastlåse hele transaktionen og dermed tilsidesætte den tilgængelighed, som distribuerede systemer normalt prioriterer.

XA-standarden implementerer 2PC på tværs af ressourceadministratorer (databaser og JMS-brokere). Den fungerer, men kobler tjenester tæt sammen og viderefører alle 2PC's blokeringsproblemer.

Mikrotjenester prioriterer løs kobling og tilgængelighed. De afviser normalt 2PC til fordel for saga-mønsteret: en sekvens af lokale transaktioner med kompenserende handlinger, hvor man accepterer eventual consistency i stedet for distribuerede låse.

2PC er ikke altid forkert. Inden for én tillidsgrænse kan transaktioner med lav belastning og kort varighed over pålidelig infrastruktur (f.eks. én database plus én meddelelsesbroker) bruge det sikkert.

Du har lært om 2PC:

• 2PC koordinerer en gennemførelse på tværs af deltagere, hvor alt enten gennemføres eller afbrydes
• Fase 1 forbereder (låser og stemmer); fase 2 gennemfører eller afbryder
• Det garanterer atomicitet, men blokerer ved koordinatorfejl
• Låse og CAP-afvejningen skader tilgængeligheden i stor skala
• Mikrotjenester foretrækker sagaer; 2PC passer til små, pålidelige tilfælde inden for én grænse