分布式事务－二阶段提交与三阶段提交
一、二阶段提交算法描述
在分布式系统中，事务往往包含有多个参与者的活动，单个参与者上的活动是能够保证原子性的，而多个参与者之间原子性的保证则需要通过两阶段提交来实现，两阶段提交是分布式事务实现的关键。
很明显，两阶段提交保证了分布式事务的原子性，这些子事务要么都做，要么都不做。而数据库的一致性是由数据库的完整性约束实现的，持久性则是通过commit日志来实现的，不是由两阶段提交来保证的。至于两阶段提交如何保证隔离性，可以参考Large-scale Incremental Processing Using Distributed Transactions and Notifications中两阶段提交的具体实现。
两阶段提交的过程涉及到协调者和参与者。协调者可以看做成事务的发起者，同时也是事务的一个参与者。对于一个分布式事务来说，一个事务是涉及到多个参与者的。具体的两阶段提交的过程如下：
第一阶段：
首先，协调者在自身节点的日志中写入一条的日志记录，然后所有参与者发送消息prepare T，询问这些参与者（包括自身），是否能够提交这个事务；
参与者在接受到这个prepare T 消息以后，会根据自身的情况，进行事务的预处理，如果参与者能够提交该事务，则会将日志写入磁盘，并返回给协调者一个ready T信息，同时自身进入可提交状态；如果不能提交该事务，则记录日志，并返回一个not commit T信息给协调者，同时撤销在自身上所做的数据库改；
第二阶段：
协调者会收集所有参与者的意见。（1）如果收到参与者发来的not commit T信息，则标识着该事务不能提交，协调者会将Abort T 记录到日志中，并向所有参与者发送一个Abort T 信息，让所有参与者撤销在自身上所有的预操作；（2）如果协调者收到所有参与者发来prepare T信息，那么协调者会将Commit T日志写入磁盘，并向所有参与者发送一个Commit T信息，提交该事务。（3）若协调者迟迟未收到某个参与者发来的信息，则认为该参与者发送了一个VOTE_ABORT信息，从而取消该事务的执行。
参与者接收到协调者发来的Abort T信息以后，参与者会终止提交，并将Abort T 记录到日志中；如果参与者收到的是Commit T信息，则会将事务进行提交，并写入记录。
二、可能出现的问题
一般情况下，两阶段提交机制都能较好的运行，但可能出现下面三种问题：
（1）协调者不宕机，参与者宕机；
（2）协调者宕机，参与者不宕机；
（3）协调者宕机，参与者也宕机；
对于（1），当在事务进行过程中，有参与者宕机时，他重启以后，可以通过询问其他参与者或者协调者，从而知道这个事务到底提交了没有。当然，这一切的前提都是各个参与者在进行每一步操作时，都会事先写入日志。
对于（2），协调者宕机后，可以起新的协调者，然后查询所有参与者的状态是否有commit的，如果有，则继续commit，如果都没有，则abort。
对于（3），是唯一一个两阶段提交不能解决的困境是：当协调者在发出commit T消息后宕机了，而唯一收到这条命令的一个参与者也宕机了，这个时候这个事务就处于一个未知的状态，没有人知道这个事务到底是提交了还是未提交，从而需要数据库管理员的介入，防止数据库进入一个不一致的状态。当然，如果有一个前提是：所有节点或者网络的异常最终都会恢复，那么这个问题就不存在了，协调者和参与者最终会重启，其他节点也最终也会收到commit T的信息。
对于上面的困境，业界提出了三阶段提交的方法来此问题，即将二阶段提交的第二阶段再分为待定阶段（或预提交阶段）和确定阶段，从而变为三阶段；在待定阶段协调者log prepare_commit消息后向所有参与者发送prepare_commit消息, 待收到所有参与者回包（这里的回包结果只会成功）或超时时就进入第三段阶，log commit消息并向所有参与者发送commit消息。如果在待定阶段和确定阶段出现协调者和部分参与者同时宕机（即上面的困境），只要存活的协调者或参与者里有prepare_commit或commit消息，新的协调者可以继续进行commit消息，如果没有，就不commit消息，从而保证数据的一致性。
3 日志
数据库日志保证了事务执行的原子性和持久性，日志类型可以分为redo log，undo log，undo/redo log。
４ 总结
二阶段提交和三阶段提交都是很好的分布式事务算法，三阶段提交是为解决二阶段提交未解决的问题（协调者宕机，参与者也宕机）而提出来的。不过这两种算法都只考虑一个协调者（主节点）的情况，没有考虑多个协调者和如何选出协调者的问题。而另一种知名分布式事务算法pasox能解决多个协调者的情况，并提出了多数派的概念。
本文转自里冲51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/coollast/1886506 ，如需转载请自行联系原作者