Protokollet Two-Phase Commit

När en affärsåtgärd omfattar två databaser vill ni att allt ska lyckas eller misslyckas: båda bekräftar eller båda återställer. En enda lokal transaktion kan inte omfatta separata system, så vi behöver ett samordningsprotokoll.

Tvåfasbekräftelse (2PC) är ett klassiskt protokoll där en samordnare leder flera deltagare till ett enhälligt beslut: bekräfta eller avbryt.

Samordnaren frågar varje deltagare: kan ni bekräfta? Var och en utför arbetet, låser resurserna, skriver till sin logg och svarar ja (förberedd) eller nej.

Om alla svarade ja säger samordnaren åt alla att bekräfta. Om någon svarade nej säger den åt alla att avbryta. Beslutet är slutgiltigt och registrerat.

2PC tillhandahåller atomicitet mellan deltagarna: det finns inget tillstånd där en har bekräftat och en annan har avbrutit, så länge protokollet slutförs.

Här är den allvarliga bristen: om samordnaren kraschar efter fas 1 sitter deltagarna fast och håller lås, utan möjlighet att fatta beslut. De blockeras på obestämd tid tills samordnaren återhämtar sig.

Resurserna förblir låsta under hela protokollets tur och retur. Mellan tjänster och nätverk minskar detta kraftigt samtidigheten och tillgängligheten, vilket är oacceptabelt för mikrotjänster i stor skala.

2PC prioriterar konsekvens framför tillgänglighet. En nätverkspartition under bekräftelsen kan frysa hela transaktionen och därmed bryta mot den tillgänglighet som distribuerade system vanligtvis prioriterar.

XA-standarden implementerar 2PC mellan resurshanterare (databaser, JMS-mäklare). Den fungerar, men kopplar tjänster tätt samman och ärver alla 2PC:s blockeringsproblem.

Mikrotjänster värdesätter lös koppling och tillgänglighet. De avvisar vanligtvis 2PC till förmån för saga-mönstret: en sekvens av lokala transaktioner med kompenserande åtgärder, där man accepterar så småningom uppnådd konsekvens i stället för distribuerade lås.

2PC är inte alltid fel. Inom en enda förtroendegräns kan transaktioner med låg volym och kort varaktighet över tillförlitlig infrastruktur (t.ex. en databas och en meddelandemäklare) använda det på ett säkert sätt.

Ni har lärt er 2PC:

• 2PC samordnar en bekräftelse där allt lyckas eller allt misslyckas mellan deltagarna
• Fas 1 förbereder (låser och röstar); fas 2 bekräftar eller avbryter
• Det garanterar atomicitet men blockerar vid fel hos samordnaren
• Lås och CAP-avvägningen försämrar tillgängligheten i stor skala
• Mikrotjänster föredrar sagor; 2PC passar små och tillförlitliga fall inom en enda gräns