面试题：MongoDB分布式事务中的两阶段提交在实现中有哪些关键步骤

Question

请详细阐述MongoDB分布式事务实现原理中两阶段提交的关键步骤，以及每个步骤在确保事务一致性方面所起的作用。

Answer 1

两阶段提交关键步骤

1. 准备阶段（Prepare Phase）
   • 协调者：协调者向所有参与事务的节点（参与者）发送“准备”请求，询问它们是否可以提交事务。
   • 参与者：每个参与者收到请求后，开始执行事务操作，如更新文档、插入数据等，但不会真正提交这些更改。然后，参与者会检查自身执行事务的状态，判断是否能够成功提交事务。如果可以，参与者向协调者回复“就绪”（Ready）消息；如果出现问题（如资源不足、违反约束等），则回复“失败”（Abort）消息。
2. 提交阶段（Commit Phase）
   • 协调者：如果协调者收到所有参与者的“就绪”消息，意味着所有参与者都准备好提交事务，此时协调者会向所有参与者发送“提交”（Commit）请求。若有任何一个参与者回复“失败”消息，协调者则向所有参与者发送“回滚”（Rollback）请求。
   • 参与者：当参与者收到“提交”请求时，它会将之前执行的事务操作正式提交到数据库，完成数据持久化。若收到“回滚”请求，参与者会撤销之前执行的事务操作，恢复到事务开始前的状态。

每个步骤在确保事务一致性方面的作用

1. 准备阶段
   • 一致性预检查：通过让每个参与者执行事务操作并检查自身状态，确保每个参与者在理论上都能成功完成事务。只有当所有参与者都回复“就绪”，才说明整个事务在所有节点上都具备成功提交的条件，避免了部分节点提交成功而部分失败的不一致情况。
   • 资源锁定：在准备阶段，参与者执行事务操作但不提交，此时会锁定相关资源，防止其他事务在本事务未确定结果前对这些资源进行修改。这保证了事务在提交阶段不会因为资源竞争而导致不一致。例如，在更新某个文档时，锁定该文档，其他事务不能同时修改，直到本事务完成。
2. 提交阶段
   • 统一提交或回滚：协调者根据准备阶段的结果决定是发送“提交”还是“回滚”请求，所有参与者都按照协调者的指令执行相应操作。如果是“提交”，所有参与者同时提交事务，保证数据状态在所有节点上一致更新；如果是“回滚”，所有参与者同时撤销事务，确保所有节点都恢复到事务开始前的状态，避免部分提交或部分回滚造成的数据不一致。
   • 最终确认：提交阶段的操作是对准备阶段预检查和资源锁定的最终确认，完成数据的持久化或撤销，从而确保整个分布式事务的一致性。