分布式系統核心概念

1.?CAP理論

CAP理論指出，分布式系統最多同時滿足以下三項中的兩項：

• 一致性（CC）：所有節點訪問同一份最新數據。
• 可用性（AA）：每個請求都能在合理時間內獲得非錯誤響應。
• 分區容錯性（PP）：系統在網絡分區（節點間通信中斷）時仍能運行。

取舍場景：

• 當網絡分區（PP）發生時，需在CC與AA間選擇：
  • 選擇CC（如金融系統）：拒絕寫入以保持一致性，犧牲可用性。
  • 選擇AA（如社交平臺）：返回舊數據，犧牲一致性。

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2.?分布式事務

解決跨服務或跨數據庫操作的數據一致性問題。

（1）2PC（兩階段提交）

• 流程：
  1. 準備階段：協調者詢問所有參與者“能否提交”。
  2. 提交階段：若所有參與者同意，協調者通知提交；否則回滾。
• 問題：協調者單點故障可能導致參與者長期阻塞。

（2）TCC（Try-Confirm-Cancel）

• 三階段：
  1. Try：預留資源（如凍結庫存）。
  2. Confirm：提交（如扣減庫存）。
  3. Cancel：回滾（如解凍庫存）。
• 缺點：需業務代碼實現補償邏輯，侵入性強。

（3）Seata的AT模式

• 原理：
  1. 自動生成反向SQL：記錄數據快照（UNDO_LOG），用于回滾。
  2. 全局鎖：防止其他事務修改同一數據。
• 優點：業務侵入性低，無需手動編寫補償邏輯。

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3.?分布式鎖

確保分布式環境下資源的互斥訪問。

（1）基于Redis的實現

• 核心命令：SETNX（或SET key value NX EX）設置鎖，Lua腳本保證原子性解鎖。
• 示例：

-- 加鎖（設置過期時間）
SET lock_key unique_value NX EX 30
-- 解鎖（Lua腳本驗證值后刪除）
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] thenreturn redis.call("del", KEYS[1])
elsereturn 0
end

• 問題：鎖過期時間需合理，避免業務未完成鎖已釋放。

（2）基于ZooKeeper的實現

• 臨時順序節點：
  1. 客戶端創建臨時順序節點（如/lock/node_00000001）。
  2. 監聽前一個節點，若前序節點釋放，則獲取鎖。
• Watcher機制：節點刪除時觸發通知，避免輪詢。
• 優點：鎖自動釋放（會話斷開時節點刪除），無死鎖風險。

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對比與總結

技術	優點	缺點
2PC	強一致性	協調者單點問題，性能低
TCC	靈活性高	需業務侵入，實現復雜
Seata AT	自動化補償，低侵入	依賴全局鎖，并發性能受限
Redis鎖	高性能，易擴展	鎖超時時間難設定
ZooKeeper鎖	高可靠性，無死鎖	性能低于Redis，依賴ZK集群