面试题：Node.js基于MySQL实现分布式事务的方案探讨

Question

在分布式系统中，Node.js应用需要与MySQL数据库协同实现分布式事务。请详细描述你所知道的基于MySQL实现分布式事务的方案，包括两阶段提交（2PC）、三阶段提交（3PC）等方案的原理，以及在Node.js中如何结合相关中间件或技术来实现这些方案，同时分析各方案的优缺点。

Answer 1

基于MySQL实现分布式事务方案

两阶段提交（2PC）

1. 原理：
   • 准备阶段（Prepare Phase）：协调者向所有参与者发送事务内容，询问是否可以提交事务，并等待所有参与者回复。参与者执行事务操作，但不提交，记录undo和redo日志，然后向协调者反馈“可以提交”或“回滚”。
   • 提交阶段（Commit Phase）：如果所有参与者都回复“可以提交”，协调者向所有参与者发送“提交”指令，参与者收到后正式提交事务；如果有任何一个参与者回复“回滚”，协调者向所有参与者发送“回滚”指令，参与者回滚事务。
2. 在Node.js中实现：可以使用Sequelize等ORM框架，结合MySQL数据库。协调者和参与者之间通过网络通信来实现2PC流程。例如，利用Node.js的网络模块（如net或http）进行消息传递，在业务逻辑中实现准备和提交阶段的逻辑判断和操作。
3. 优点：
   • 简单，易于理解和实现。
   • 保证了强一致性，在所有参与者都正常的情况下，能确保事务的原子性。
4. 缺点：
   • 单点故障：协调者故障会导致整个分布式事务无法继续，处于阻塞状态。
   • 同步阻塞：在准备阶段和提交阶段，参与者都处于阻塞状态，等待协调者指令，降低系统并发性能。
   • 数据不一致：在提交阶段，如果协调者发送“提交”指令后部分参与者未收到，可能导致数据不一致。

三阶段提交（3PC）

1. 原理：
   • 询问阶段（CanCommit Phase）：协调者向参与者发送CanCommit请求，询问是否可以执行事务操作，参与者根据自身状态回复“可以”或“不可以”。
   • 预提交阶段（PreCommit Phase）：如果所有参与者都回复“可以”，协调者向参与者发送PreCommit请求，参与者执行事务操作但不提交，记录日志，然后回复“成功”或“失败”。
   • 提交阶段（DoCommit Phase）：如果所有参与者在预提交阶段都回复“成功”，协调者发送DoCommit请求，参与者提交事务；否则发送Abort请求，参与者回滚事务。在提交阶段，即使协调者故障，参与者根据自身超时机制也能做出相应处理，避免长时间阻塞。
2. 在Node.js中实现：同样可借助Sequelize等框架，通过Node.js的网络通信模块实现各阶段的消息传递和逻辑处理。在不同阶段设置相应的定时器来处理超时情况。
3. 优点：
   • 减少单点故障影响：在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，降低阻塞时间。
   • 降低同步阻塞：询问阶段不执行事务操作，减少了参与者的阻塞时间。
4. 缺点：
   • 复杂性增加：相比2PC，增加了一个阶段，实现和维护更复杂。
   • 仍然存在不一致风险：虽然降低了，但在极端情况下（如网络分区等）仍可能出现数据不一致。