面试题：基于2PC的分布式系统数据恢复策略中的故障处理

Question

在基于2PC的分布式系统数据恢复策略下，若在第一阶段协调者发出准备指令后，部分参与者反馈成功，部分参与者因网络故障未响应，此时系统应如何进行故障处理以确保数据一致性和恢复正常状态？请详细描述处理流程和涉及的机制。

Answer 1

1. 协调者处理流程：
   • 等待超时处理：协调者设置一个等待时间，若在等待时间内仍有参与者未响应（因网络故障），协调者决定放弃此次事务提交。因为2PC协议要求所有参与者都准备好才能提交事务，只要有一个参与者未响应（视为未准备好），就不能提交。
   • 发送回滚指令：协调者向所有已经反馈成功的参与者发送回滚指令。这是基于2PC协议的设计，当事务无法正常推进到提交阶段时，需要回滚已经执行的操作，以保证数据一致性。
2. 参与者处理流程：
   • 接收到回滚指令：已经反馈成功的参与者在接收到协调者的回滚指令后，执行回滚操作，撤销之前执行的与该事务相关的预操作，将数据恢复到事务开始前的状态。这通常依赖于数据库的日志机制，如回滚日志（undo log），通过日志记录的反向操作来恢复数据。
3. 网络故障恢复后的处理：
   • 重连与状态同步：因网络故障未响应的参与者在网络恢复后，主动连接协调者。协调者会向这些参与者发送事务最终状态（此次是回滚状态），这些参与者根据接收到的状态进行相应处理（同样执行回滚操作，确保数据与其他参与者一致）。
4. 涉及机制：
   • 超时机制：协调者通过设置超时时间，避免无限期等待未响应的参与者，及时决定事务走向，防止系统长时间阻塞。
   • 日志机制：参与者利用回滚日志实现事务回滚，保证数据一致性。日志记录了事务操作的详细信息，使得参与者可以根据日志内容撤销已执行的操作。
   • 状态同步机制：在网络故障恢复后，协调者与参与者进行状态同步，确保所有参与者知晓事务最终状态，保持数据一致性。