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File metadata and controls

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事务

ACID

  • 原子性 atomicity
  • 一致性 consistency
  • 隔离性 isolation
  • 持久性 durability

隔离级别

隔离级别 脏读 不可重读 幻读 英文名 默认
RU 读未提交 √ √ √ Read uncommitted
RC 读已提交 × √ √ Read committed 其他
RR 可重读 × × √ Repeatable read MySQL
S 串行化 × × × Serializable
  • 读未提交 = 脏读，没有隔离性，Saga 分布式事务的缺点
  • 读已提交 = 不可重读：更新，一个事务两次读取内容不一样
  • 幻读：插入，一个事务两次读取条数不一样，MySQL 用 MVCC 解决
  • 多版本并发控制 MVCC Multiversion Concurrency Control
    • DB_TRX_ID 最近增改事务ID
    • DB_ROLL_PTR 回滚指针，上一版本 0x...
    • DB_ROW_ID 自增ID，没有主键时的聚簇索引，select _rowid
    • DELETED_BIT 删除

CAP

  • 一致性 Consistency
  • 可用性 Availability
  • 分区容错性 Partition tolerance

一般要求AP，C只需要保证最终一致性，所以有日终对账程序

与缓存一致性

  • 先更新数据库，避免刚删完缓存就被其他线程刷入旧数据
  • 缓存使用删除而不是更新，避免更新时数据库内容已经变了

缓存问题

  • 缓存穿透：反复攻击不存在的数据，解决：不存在就set key null ex 30
  • 缓存击穿：并发去库里查一个
  • 缓存雪崩：大批量失效查库

缓存淘汰

全部/已设置过期时间 × 最少使用，最不经常使用，随机 + 已设置过期即将过期

Redis 事务

Redis MySQL
multi begin
exec commit
discard rollback
watch (lock)

分布式锁

都是创建+删除的方式

问题 数据库 Redis Zookeeper
实现 insert delete set 键 id ex 秒 nx
异常 靠ex 客户端挂掉时节点就自动删除了
阻塞 轮询 轮询 顺序创建、通知
重入 MAC + jvm进程ID + 线程ID 与当前最小节点对比
单点 集群部署 集群部署

分布式事务算法与实现

三种核心算法方案

  • 2PC - Two-Phase Commit，prepare 锁定资源不提交，第二阶段提交或回滚，强一致性，电商下单，库存扣减等短事务

  • 3PC - Three-Phase Commit，增加 CanCommit 并引入超时默认提交，减少阻塞和降低单点故障影响范围，少用

  • TCC - Try-Confirm-Cancel，资源预留（如冻结余额），业务侵入强，最终一致性，主流实践方案，金融交易

  • XA - eXtended Architecture （X/Open DTP)，2PC 工业标准化实现，死锁概率高，协调者宕机全局锁死，传统低频金融系统

    • 数据库层标准（ISO/IEC 10026规范）
    • DTP - Distributed Transaction Processing

  • AT - Auto Transaction (天猫 Seata) 应用层伪 2PC，框架代理SQL，失败自动生成 UNDO_LOG 无侵入，弱隔离，电商订单，库存管理

  • Saga ，无隔离，补偿事务，最终一致性，如订单退款，物流调度链

  • 基于消息，无隔离，最终一致性，如支付成功通知

  • AP (Application)：业务程序（定义事务边界，如调用 BEGIN/COMMIT）。

  • TM (Transaction Manager)：全局事务协调者（例如Java中的 TransactionManager）。

  • RM (Resource Manager)：本地资源管理器（如MySQL、Oracle数据库）。

  • TX 接口：AP 与 TM 的交互接口（例如Java JTA中的 UserTransaction）。

  • XA 接口：TM 与 RM 的交互接口（数据库驱动实现，如MySQL Connector/J 的 XAResource）。

  • TC（Transaction Coordinator）Seata-AT 的独立事务协调器

分布式事务容错设计

  • TCC：需解决三大问题——空回滚（未Try却调用Cancel）、幂等（网络重试）、业务悬挂（Cancel后Try才到达）

  • 消息队列：依赖事务状态表+定时校对，防止消息丢失

  • Saga：补偿事务需幂等，且失败时需人工介入

  • 分支事务执行时要拒绝回滚执行

  • 已经失败的事务直接返回回滚成功

  • 多次收到分支事务要幂等