分布式系统专题第六章-TCC

Posted by Ethan Blog on February 5, 2022

2PC 和 3PC 都是数据库层面的,而 TCC 是业务层面的分布式事务,就像我前面说的分布式事务不仅仅包括数据库的操作,还包括发送短信等,这时候 TCC 就派上用场了 TCC又称补偿事务。其核心思想是:”针对每个操作都要注册一个与其对应的确认和补偿(撤销操作)”

什么是TCC事务

TCC是Try、Confirm、Cancel三个词语的缩写,TCC要求每个分支事务实现三个操作:预处理Try、确认Confirm、撤销Cancel。Try操作做业务检查及资源预留,Confirm做业务确认操作,Cancel实现一个与Try相反的操作即回滚操作。事务管理器首先发起所有的分支事务的try操作,任何一个分支事务的try操作执行失败,事务管理器将会发起所有分支事务的Cancel操作,若try操作全部成功,事务管理器将会发起所有分支事务的Confirm操作,其中Confirm/Cancel操作若执行失败,事务管理器会进行重试。 cap

  • Try:Try操作是先把多个应用中的业务资源预留和锁定住,为后续的确认打下基础,类似的,DML操作要锁定数据库记录行,持有数据库资源。
  • Confirm:Confirm操作是在Try操作中涉及的所有应用均成功之后进行确认,使用预留的业务资源,和Commit类似;
  • Cancel:Cancel则是当Try操作中涉及的所有应用没有全部成功,需要将已成功的应用进行取消(即Rollback回滚)。其中Confirm和Cancel操作是一对反向业务操作。

TCC 不存在资源阻塞的问题,因为每个方法都直接进行事务的提交,一旦出现异常通过则 Cancel 来进行回滚补偿,这也就是常说的补偿性事务。

TCC注意事项

TCC需要注意三种异常处理分别是空回滚、幂等、悬挂:

1、空回滚

在没有调用 TCC 资源 Try 方法的情况下,调用了二阶段的 Cancel 方法,Cancel 方法需要识别出这是一个空回滚,然后直接返回成功。

空回滚出现原因

当一个分支事务所在服务宕机或网络异常,分支事务调用记录为失败,这个时候其实是没有执行Try阶段,当故障恢复后,分布式事务进行回滚则会调用二阶段的Cancel方法,从而形成空回滚。

空回滚解决思路

关键就是要识别出这个空回滚。思路很简单就是需要知道一阶段是否执行,如果执行了,那就是正常回滚;如果没执行,那就是空回滚。前面已经说过事务管理器在发起全局事务时生成全局事务记录,全局事务ID贯穿整个分布式事务调用链条。再额外增加一张分支事务记录表,其中有全局事务 ID 和分支事务 ID,第一阶段 Try 方法里会插入一条记录,表示一阶段执行了。Cancel 接口里读取该记录,如果该记录存在,则正常回滚;如果该记录不存在,则是空回滚。

2、幂等

通过前面介绍已经了解到,为了保证TCC二阶段提交重试机制不会引发数据不一致,要求 TCC 的二阶段 Try、
Confirm 和 Cancel 接口保证幂等,这样不会重复使用或者释放资源。如果幂等控制没有做好,很有可能导致数据不一致等严重问题。

解决思路

在上述“分支事务记录”中增加执行状态,每次执行前都查询该状态。

3、悬挂

悬挂就是对于一个分布式事务,其二阶段 Cancel 接口比 Try 接口先执行。

悬挂出现原因

在 RPC 调用分支事务try时,先注册分支事务,再执行RPC调用,如果此时 RPC 调用的网络发生拥堵,通常 RPC 调用是有超时时间的,RPC 超时以后,事务管理器就会通知RM回滚该分布式事务,可能回滚完成后,RPC 请求才到达参与者真正执行,而一个 Try 方法预留的业务资源,只有该分布式事务才能使用,该分布式事务第一阶段预留的业务资源就再也没有人能够处理了,对于这种情况,我们就称为悬挂,即业务资源预留后没法继续处理。

悬挂解决思路

如果二阶段执行完成,那一阶段就不能再继续执行。在执行一阶段事务时判断在该全局事务下,“分支事务记录”表中是否已经有二阶段事务记录,如果有则不执行Try。

总结

如果拿TCC事务的处理流程与2PC两阶段提交做比较,2PC通常都是在跨库的DB层面,而TCC则在应用层面的处理,需要通过业务逻辑来实现。这种分布式事务的实现方式的优势在于,可以让应用自己定义数据操作的粒度,使得降低锁冲突、提高吞吐量。 而不足之处则在于对应用的侵入性非常强,业务逻辑的每个分支都需要实现try、confirm、cancel三个操作。此外,其实现难度也比较大,需要按照网络状态、系统故障等不同的失败原因实现不同的回滚策略。