面试题：分布式系统中3PC相比2PC的优势及在大规模系统中的常见应用场景

Question

请阐述分布式系统中3PC（三阶段提交协议）相较于2PC（两阶段提交协议）的主要优势有哪些？并列举3PC在大规模分布式系统中的常见应用场景。

Answer 1

3PC相较于2PC的主要优势

1. 降低阻塞范围
   • 2PC在准备阶段后，如果协调者发生故障，参与者可能会一直处于阻塞状态，等待协调者的指令。而3PC引入了预提交阶段，在预提交阶段协调者故障时，参与者能根据超时机制自行决定是否提交事务，减少了阻塞时间和范围。
2. 增强故障恢复能力
   • 3PC通过预提交阶段，使系统在故障恢复时更容易达成一致状态。当协调者故障恢复后，由于预提交阶段参与者已有部分执行状态，协调者可以根据参与者的状态更准确地推进事务，而不像2PC那样可能需要复杂的恢复机制来确定事务最终状态。
3. 提高事务提交成功率
   • 3PC的预提交阶段可以提前检测出网络分区等问题，避免在最后提交阶段因网络问题导致大量参与者提交失败。因为在预提交阶段如果发现问题，协调者可以决定取消事务，而不是等到正式提交时才发现无法完成提交。

3PC在大规模分布式系统中的常见应用场景

1. 电商订单处理
   • 在电商系统中，一次订单操作可能涉及库存扣减、支付处理、物流信息记录等多个分布式服务。3PC协议可以保证这些操作要么全部成功，要么全部失败，确保订单处理的一致性。例如，预提交阶段可以先检查库存是否充足、支付渠道是否可用等，避免正式提交时才发现问题导致事务失败。
2. 银行转账
   • 银行间的转账涉及多个银行系统的分布式操作，如转出账户扣款、转入账户入账等。3PC能在大规模银行分布式系统中保障转账事务的原子性，即使某个银行节点出现故障，也能尽量确保转账的正确执行，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 分布式数据库同步
   • 当大规模分布式数据库进行数据同步时，使用3PC协议可以保证各个节点数据的一致性。预提交阶段可以检查节点的状态和数据准备情况，正式提交阶段确保数据的准确同步，避免因某个节点故障导致数据同步不一致的问题。