面试题：Redis在两阶段提交协议中的角色与作用

Question

请阐述在结合Redis与两阶段提交协议的应用场景中，Redis通常承担什么样的角色？它对两阶段提交协议的执行过程有哪些具体的作用？

Answer 1

Redis在结合两阶段提交协议场景中的角色与作用

1. 角色
   • 数据存储与缓存：Redis作为高速的键值对存储系统，既可以缓存数据，加速应用程序的访问，同时持久化存储部分关键数据，确保数据在系统故障等情况下不丢失。在两阶段提交协议场景中，它可存储与事务相关的部分元数据或中间状态数据。
   • 协调通信辅助：虽然两阶段提交协议中有专门的协调者角色，但Redis可以在分布式系统各节点间辅助传递一些轻量级的消息、信号或状态标识，帮助节点之间更好地进行通信与同步。
2. 对两阶段提交协议执行过程的具体作用
   • 准备阶段：
     • 预写日志存储：Redis可用于存储事务的预写日志（Write - Ahead Log，WAL）相关信息。各参与节点在执行事务操作前，将预操作信息（如数据修改的内容、事务ID等）写入Redis，作为后续回滚或提交的依据，确保即使节点崩溃，也能恢复到事务执行前的状态。
     • 节点状态标识：节点可以在Redis中设置自己的准备状态标识（如设置一个键值对，键为事务ID + “_status”，值为“prepared”），协调者通过读取Redis中的这些标识，快速了解所有参与节点的准备情况，而无需逐个与节点进行复杂的状态查询通信。
   • 提交阶段：
     • 全局提交信号存储：协调者决定提交事务后，可以在Redis中设置一个全局的提交信号（如设置一个键值对，键为事务ID + “_commit_signal”，值为“true”）。所有参与节点通过监听或定期查询Redis中的这个信号，得知事务进入提交阶段，从而执行实际的提交操作。这样可以避免协调者逐个向节点发送提交消息可能出现的网络延迟、消息丢失等问题。
     • 提交后数据更新缓存：事务提交成功后，相关的数据更新可以同步到Redis缓存中，确保后续的读请求能获取到最新数据，同时也利用Redis的高性能加速数据的读取，提高系统整体性能。
   • 回滚阶段：
     • 回滚信息获取：若事务在准备阶段或提交阶段出现问题需要回滚，节点可以从Redis中读取之前存储的预写日志信息，按照日志内容将数据回滚到事务执行前的状态。
     • 回滚状态标识：同样在Redis中设置回滚状态标识（如事务ID + “_status”，值为“rolled_back”），方便各节点和协调者确认事务已成功回滚，避免后续不必要的操作。