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什么是TCC？什么是二阶段提交？三阶段提交？

java 2025/7/3 19:51:23

在分布式系统中，TCC、**二阶段提交（2PC）和三阶段提交（3PC）**是解决分布式事务一致性的核心协议。它们的核心目标是协调多个参与节点的事务操作，确保数据最终一致性。

1. 二阶段提交（2PC）

核心思想

通过协调者（Coordinator）分两个阶段协调所有参与者（Participants）的事务操作，保证所有节点要么全部提交，要么全部回滚。

执行流程

准备阶段（Prepare Phase）
- 协调者向所有参与者发送 Prepare 请求，询问是否可以提交事务。
- 参与者执行事务操作（但不提交），记录 Undo/Redo 日志，返回 Yes/No。
提交阶段（Commit Phase）
- 所有参与者返回 Yes → 协调者发送 Commit 命令，参与者正式提交事务。
- 任一参与者返回 No → 协调者发送 Rollback 命令，参与者回滚事务。

特点与问题

优点：强一致性保证，实现简单。
缺点：
- 同步阻塞：参与者等待协调者指令时处于阻塞状态。
- 单点故障：协调者宕机会导致参与者无限等待。
- 数据不一致：协调者发送 Commit 后部分参与者宕机，可能导致部分提交。

适用场景

传统数据库分布式事务（如 XA 协议）。
对一致性要求高、参与者较少的场景。

2. 三阶段提交（3PC）

核心改进

在 2PC 的基础上增加 预提交阶段（Pre-Commit），并引入超时机制，降低阻塞风险。

执行流程

CanCommit 阶段
- 协调者询问参与者是否具备提交条件（资源是否充足）。
- 参与者返回 Yes/No。
PreCommit 阶段
- 所有参与者返回 Yes → 协调者发送 PreCommit，参与者锁定资源并返回 ACK。
- 任一参与者返回 No → 协调者发送 Abort，参与者终止事务。
DoCommit 阶段
- 协调者发送最终 Commit 或 Rollback 指令。
- 参与者超时未收到指令则默认提交（基于状态推测）。

特点与问题

优点：
- 降低阻塞概率（超时自动提交/回滚）。
- 减少单点故障影响。
缺点：
- 网络分区时仍可能数据不一致。
- 实现复杂，实际应用较少。

适用场景

对可用性要求稍高，但仍需强一致性的系统。

3. TCC（Try-Confirm-Cancel）

核心思想

通过业务逻辑的 补偿机制 实现最终一致性，将事务拆分为三个阶段：

Try：预留资源（如冻结库存）。
Confirm：确认操作（如扣减库存）。
Cancel：补偿回滚（如释放库存）。

执行流程

Try 阶段
- 调用所有参与者的 try() 接口，预留资源（如检查并冻结库存）。
- 若所有参与者返回成功 → 进入 Confirm 阶段。
- 任一参与者失败 → 进入 Cancel 阶段。
Confirm/Cancel 阶段
- Confirm：调用所有参与者的 confirm()，提交预留资源（如真实扣减库存）。
- Cancel：调用所有参与者的 cancel()，释放预留资源（如解冻库存）。

特点与问题

优点：
- 无全局锁，高并发性能好。
- 支持异构系统（如混合数据库和 HTTP 服务）。
缺点：
- 业务侵入性高：需为每个服务设计 Try/Confirm/Cancel 接口。
- 需保证幂等性：网络重试可能导致重复调用，需业务层处理。

适用场景

高并发业务（如电商秒杀、金融支付）。
需最终一致性的长事务（如跨系统订单处理）。

对比总结

特性	2PC	3PC	TCC
一致性	强一致性	强一致性	最终一致性
性能	低（阻塞等待）	中（减少阻塞）	高（无锁）
复杂度	低	高	高（需业务改造）
容错能力	差（单点故障）	中（超时机制）	高（补偿机制）
适用场景	传统数据库事务	改进型强一致性系统	高并发、异构系统

实际案例

2PC 案例：XA 事务

-- MySQL XA 事务示例
XA START 'tx1';          -- 开启事务
UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE user_id = 1;
XA END 'tx1';
XA PREPARE 'tx1';        -- 准备阶段
XA COMMIT 'tx1';         -- 提交阶段