南大通用GBase 8c数据库事务状态保持技术解析与实践-2技术实现

在分布式数据库中，事务状态保持是确保数据一致性和系统可靠性的重要特性之一，主要依靠关键技术：

️分布式事务协议：GBase 8c采用先进的分布式事务协议，确保跨多个节点的事务操作能够保证ACID特性，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。

️数据多副本：为了提高数据的可用性和耐故障能力，GBase 8c支持数据多副本策略。数据可以存储在多个节点上，即使部分节点发生故障，也能通过其他副本继续提供服务。

️故障恢复机制：当系统中的节点发生故障时，GBase 8c能够利用其他节点的数据副本进行故障恢复，保证事务的完成。

️2PC（Two Phase Commitment Protocol）两阶段提交协议：实现分布式事务的关键就是两阶段提交协议。

传统2PC事务在全局提交阶段可能出现失败，例如协调器宕机，这会造成集群内各节点的提交状态不一致，破坏事务的原子性。并且2PC事务持续占有已申请的锁，可能造成其它事务因无法获取锁而不能继续执行，严重时可能导致整个集群卡住，因此，需要检查这类事务的存在，并尽快推进2PC的完成（提交或回滚）。

针对上述问题，GBase 8c优化了2PC的执行流程，设计了2PC事务状态保持功能，确保集群能够持续提供服务。

当协调器宕机之后，系统会立即检测到该问题，并自动选出一个健康的协调器，由后者接管故障协调器上所有未完成的2PC事务。新的协调器会收集所有未完成的2PC事务，检查各个2PC事务所处阶段，并决定每个2PC事务应当提交或者回滚，然后发送相应指令到各个参与者，完成全部2PC流程，确保系统不被阻塞。

如上图所示两阶段提交事务处理过程中：

a.CN2节点正常下发事务Prepare状态；

b.三个DN节点正常返回事务Prepare OK状态；

c.CN2节点正常下发事务Commit状态；

d.DN1节点返回Commit OK状态且DN2、DN3还未完成Commit OK状态提交时，CN2节点宕机；

e.此时CN3节点检测到CN2节点宕机，会自动接管CN2未完成的事务和状态；

f.DN2、DN3节点重新提交Commit OK状态至CN3节点，并完成该两阶段提交过程。

CN3节点接管事务后，无需重复前面已经成功提交的事务状态，可以继续完成宕机的CN2节点未完成的状态来完成本次事务。整个过程对上层业务无感知，数据库集群内任意节点宕机均不会造成死锁或异常等待情况。