[发明专利]一种分布式事务的实现方法及系统

说明书

本发明特别涉及一种分布式事务的实现方法及系统。该分布式事务的实现方法及系统，采用常驻内存的分布式锁保存分布式事务处理过程中的数据，实现分布式事务的隔离性；所述分布式锁保存在常驻内存的锁表中，以便查找和修改；多个服务器节点之间通过共识算法实现数据和锁的同步，保证分布式事务的一致性；通过事务日志保证分布式事务的完整性和持久性；此外，为了降低IO次数，除了读取新值和最终提交以外，不对磁盘进行读写。该分布式事务的实现方法及系统，充分利用内存的性能优势，减少磁盘的读写操作，提高了分布式事务的执行效率，同时保证了分布式事务的安全性，满足了分布式事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。

技术领域

本发明涉及分布式数据库技术领域，特别涉及一种分布式事务的实现方法及系统。

背景技术

当前互联网规模巨大，每时每刻都在产生大量的新数据，同时还有大量访问旧数据的请求。新产生的数据需要及时保存到数据库中，同时也有大量的数据被读出，因此数据库在支持高频率的写入的同时还要兼顾高频率的读取。

另外，数据安全也是非常重要的。在提供强大的读写能力的同时，数据库也需要保证数据的一致性和完整性。当出现故障导致服务器宕机甚至损毁时，需要保护或恢复数据，防止数据丢失。同时，还要有良好的扩展能力，以保证在数据迅速增加的情况下能够保存所有新增的数据，不至于因为容量不足而丢失数据。最后还要保证服务的持续性，在服务器出现故障的时候能够及时恢复，避免出现服务中断或者服务不可用的情况。

传统数据库一般部署在一台服务器上，在容量扩展时成本较高，并且无法应对宕机等故障。为了解决宕机等致命问题，保证数据不丢失，服务及时恢复，出现了将数据库备份的主从数据库系统，进而出现了分布式数据库。而无论如何，要保证数据不丢失都需要多台服务器的协作，在多台服务器上保存相同的数据。为了保证数据的及时同步，保证服务器之间数据的一致性和完整性，需要引入分布式事务。

目前分布式事务主要有两种实现方式：

1).两阶段提交(2PC)

这种方式将分布式事务的执行过程分为两个阶段：准备阶段和提交阶段。

在准备阶段，每个服务器需要在本地执行分布式事务，然后写事务日志。

提交阶段，如果有任一服务器在准备阶段失败，则所有服务器都回滚分布式事务；如果所有服务器在准备阶段都成功，则所有服务器提交分布式事务。

这种方式的缺点是容错性低，必须所有服务器都成功才能成功提交，只要有服务器失败或故障都会导致分布式事务失败。

2).共识算法和多版本并发控制(MVCC)

共识算法(如Raft)要求服务器数量为奇数，分为leader节点和follower节点两类。只有被选为leader的一个节点才执行分布式事务，并将执行的操作封装成日志，然后通将日志同步给follower节点。follower节点根据日志解析数据并应用到本地，只要有一半的节点同步成功就可以提交。

共识算法保证了分布式事务的一致性，相对于两阶段提交效率更高，允许一半以内的服务器故障，具有更高的容错性。多版本并发控制可以保证分布式事务的隔离性，通过保存多个版本的数据，包括分布式事务正在执行尚未提交的数据，这些数据通过共识算法同步到每个节点，并持久化到磁盘，保证了其它分布式事务可以感知从而实现分布式事务间的隔离。同时，及时写入磁盘也保证了数据不丢失，确保发生故障可以及时恢复。

缺点是，每一步操作都需要写入磁盘，且其它分布式事务需要读取磁盘才能知道是否有冲突，IO次数较多，拖慢了执行速度。

基于上述情况，本发明提出了一种分布式事务的实现方法及系统。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的分布式事务的实现方法及系统。