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分布式系统
分布式系统是一个硬件或软件组建分布在不同的网络计算机上，彼此之间仅仅通过消息传递进行通信和协调的系统。
1.1从ACID到CAP/BASE
1.1.1 ACID
事务是由一系列对系统中数据进行访问与更新的操作所组成的一个程序执行逻辑单元，侠义上的事务特指数据库事务。
事务具有四个特性：
1）原子性(Atomicity)：事务必须是一个原子的操作序列单元。
2）一致性(Consistency)：事务的执行不能破坏数据库数据的完整性和一致性，一个事务在执行之前和执行之后，数据库都必须处于一致性状态。
3）隔离性(Isolation)：事务的隔离性是指在并发环境中，并发的事务是相互隔离的，一个事务的执行不能被其他事务干扰。
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未授权读取
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授权读取
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可重复读取
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串行化
4）持久性(Durability)：事务一旦提交，它对数据库中对应数据的状态变更就应该是永久性的。
1.1.2 CAP定理
1）一致性(Consistency)：指数据在多个副本之间是否能够保持一致的特性。
2）可用性(Availability)：指系统提供的服务必须一直处于可用的状态，对于用户的每一个操作请求总是能够在有限的时间内返回结果。
3）分区容错性(Partition tolerance)：分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候，仍然需要能够保证对外提供满足一致性和可用性的服务，除非是整个网络环境都发生了故障。
1.1.3 BASE理论
1）基本可用(Basically Available)：分布式系统出现不可预知故障的时候，允许损失部分可用性。
2）弱状态(Soft state)：指允许系统中的数据存在中间状态，中间状态的存在不会应影响系统的整体可用性，即允许系统在不同节点的数据副本之间进行数据同步的过程存在延时。
3）最终一致性(Eventually consistent)：系统中所有的数据副本，在经过一段时间的同步后，最终能够达到一个一致的状态。
2.一致性协议
2.1 2PC
2PC是Two-Phase Commit的缩写，即二阶段提交协议。
阶段一：提交事务请求
1.事务询问
协调者向所有的参与者发送事务内容，询问是否可以执行事务提交操作，并开始等待各参与者的响应。
2.执行事务
个参与者节点执行事务操作，并将Undo和Redo信息记入事务日志中。
3.各参与者向协调者反馈事务询问的响应
如果参与者成功执行了事务操作，那么就反馈给协调者Yes响应，表示事务可以执行；如果参与者没有成功 执行事务，那么就反馈给协调者No响应，表示事务不可以执行。
阶段二：执行事务提交
执行事务提交：假如协调者从所有的参与者获得的反馈都是Yes响应，那么就会执行事务提交。
1.发送提交请求
协调者向所有参与者节点发出Commit请求
2.事务提交
参与者接收到Commit请求后，会正式执行事务提交操作，并在完成提交之后释放在整个事务执行期间占用的事 务资源
3.反馈事务提交结果
参与者在完成事务提交之后，向协调者发送Ack消息。
4.完成事务
协调者接收到所有参与者反馈的Ack消息后，完成事务。
中断事务：假如任何一个参与者向协调者反馈了No响应，或者在等待超时之后，协调者尚无法接收到所有参与者的反馈响应，那么就会中断事务。
1.发送回滚请求
协调者向所有参与者节点发出Rollback请求
2.事务回滚
参与者接收到Rollback请求后，会利用其在阶段一中记录的Undo信息来执行事务回滚操作，并在完成回滚之后释放在整个事务执行期间占用的资源。
3.反馈事务回滚结果
参与者在完成事务回滚之后，向协调者发送Ack消息
4.中断事务
协调者接收到所有参与者反馈的Ack消息后，完成事务中断。
优缺点：
优点：原理简单，实现方便
缺点：
1.同步阻塞
2.单点问题
3.数据不一致
4.过于保守
2.2 3PC
3PC是Three-Phase Commit的缩写，即三阶段提交。
阶段一：CanCommit
1.事务询问
协调者向所有的参与者发送一个包含事务内容的canCommit请求，询问是否可以执行事务提交操作，并开始等待各参与者的响应。
2.各参与者向协调者反馈事务询问的响应
参与者在接收到来自协调者的canCommit请求后，正常情况下，如果其自身认为可以顺利执行事务，那么会反馈Yes响应，并进入预备状态，否则反馈No响应。
阶段二：PreCommit
在阶段而中，协调者会根据各参与者的反馈情况来决定是否可以进行事务的PreCommit操作，正常情况下，包含两种可能：
执行事务预提交：假如协调者从所有的参与者获得的反馈都是Yes响应，那么就会执行事务预提交。
1.发送预提交请求
协调者向所有参与者节点发出preCommit的请求，并进入Prepared阶段
2.事务预提交
参与者接收到preCommit请求后，会执行事务操作，并将Undo和Redo信息记录到事务日志中。
3.各参与者向协调者反馈事务执行的响应
如果参与者成功执行了事务操作，那么就会反馈给协调者Ack响应，同时等待最终的指令：提交Commit或种植abort
中断事务：假如任何一个参与者向协调者反馈了No响应，或者在等待超时之后，协调者尚无法接收到所有参与者的反馈响应，那么就会中断事务。
1.发送中断请求
协调者向所有参与者节点发出abort请求。
2.中断事务
无论是收到来自协调者的abort请求，或者是在等待协调者请求过程中出现超时，参与者都会中断事务。
阶段三：doCommit
该阶段将进行真正的事务提交，会存在以下两种可能情况。
执行提交：
1.发送提交请求。
进入这一阶段，假设协调者处于正常工作状态，并且它接收到了来自所有参与者的Ack响应，那么它将从“预提交”状态转换到“提交状态”，并向所有的参与者发送doCommit请求。
2.事务提交
参与者接收到doCommit请求后，会正式执行事务提交操作，并在完成提交之后释放在整个事务执行期间占用的事务资源。
3.反馈事务提交结果
参与者在完成事务提交之后，向协调者发送Ack消息。
4.完成事务
协调者收到所有参与者反馈的Ack消息后，完成事务。
中断事务：
假设协调者处于正常工作状态，并且有任意一个参与者向协调者反馈了No响应，或者在等待超时之后，协调者尚无法接收到所有参与者的反馈响应，那么就会中断事务。
1.发送中断请求
协调者向所有的参与者节点发送abort请求。
2.事务回滚
参与者接收到abort请求后，会利用再起阶段二中记录的Undo信息来执行事务回滚操作，并在完成回滚之后释放在整个事务执行期间占用的资源。
3.反馈事务回滚结果
参与者在完成事务回滚之后，向协调者发送Ack消息。
4.中断事务
协调者收到所有参与者反馈的Ack消息后，中断事务。
优缺点：
相较于二阶段提交协议，三阶段提交协议最大的优点就是降低了参与者的阻塞范围，并能够在出现单点故障后继续达成一致。
三阶段提交协议在去阻塞的同时引入了新的问题，就是在参与者接收到preCommit消息后，如果网络出现分区，此时协调者所在的节点和参与者无法进行正常的网络通信，在这种情况下，该参与者依然会进行事务的提交，这必然出现数据的不一致性。