Two-Phase Commit (2PC) ist ein Protokoll, das verwendet wird, um den erfolgreichen Abschluss einer verteilten Transaktion zu gewährleisten. Eine verteilte Transaktion ist eine Transaktion, an der mehrere Computer und Datenbanken beteiligt sind. Das 2PC-Protokoll wird in verteilten Datenbanken, verteilten Dateisystemen und verteilten Anwendungen verwendet. Bei einer 2PC-Transaktion werden die Daten in zwei verschiedenen Phasen übertragen.
2PC wird verwendet, um sicherzustellen, dass die verteilte Transaktion erfolgreich abgeschlossen wird. Eine verteilte Transaktion kann komplex sein und viele verschiedene Computer und Datenbanken einbeziehen. Das 2PC-Protokoll stellt sicher, dass die Transaktion ohne Fehler abgeschlossen wird. Ohne 2PC könnte die Transaktion aufgrund von Fehlern auf einem oder mehreren der Computer oder Datenbanken fehlschlagen.
Das 2PC-Protokoll funktioniert in zwei verschiedenen Phasen. Die erste Phase ist die Commit-Request-Phase. In dieser Phase sendet der Koordinator eine Commit-Anfrage an alle Teilnehmer. Die Teilnehmer bestätigen dann, dass sie bereit sind, die Transaktion zu bestätigen. Die zweite Phase ist die Commit-Phase. In dieser Phase sendet der Koordinator eine Commit-Nachricht an alle Teilnehmer. Die Teilnehmer bestätigen daraufhin die Transaktion.
Der Hauptunterschied zwischen 1PC und 2PC besteht darin, dass 1PC nicht aus zwei verschiedenen Phasen besteht. Bei 1PC sendet der Koordinator eine einzige Commit-Nachricht an alle Teilnehmer. Die Teilnehmer bestätigen dann die Transaktion. Dieses Protokoll ist einfacher als das 2PC-Protokoll, aber es ist nicht so zuverlässig.
Die Verwendung von 2PC hat mehrere Vorteile. Erstens stellt es sicher, dass die verteilte Transaktion erfolgreich abgeschlossen wird. Zweitens ist es zuverlässiger als 1PC. Drittens ist es einfacher, Fehler in einer 2PC-Transaktion zu debuggen und zu beheben. Viertens ist es einfacher, Fehler in einer 2PC-Transaktion zu beheben.
Der größte Nachteil von 2PC ist, dass es langsamer ist als 1PC. Das liegt daran, dass die beiden Phasen des Protokolls länger dauern als die einzelne Phase einer 1PC-Transaktion. Außerdem ist 2PC komplexer und erfordert mehr Ressourcen als 1PC.
Der Koordinator ist der Computer, der für die Verwaltung der 2PC-Transaktion verantwortlich ist. Der Koordinator sendet die Commit-Anfrage und die Commit-Nachrichten an die Teilnehmer. Der Koordinator überwacht auch den Fortschritt der Transaktion und stellt sicher, dass die Transaktion erfolgreich abgeschlossen wird.
Der Teilnehmer ist ein Computer, der Teil der 2PC-Transaktion ist. Der Teilnehmer empfängt die Commit-Anforderung und die Commit-Nachrichten vom Koordinator. Der Teilnehmer bestätigt dann, dass er bereit ist, die Transaktion zu übertragen, und überträgt die Transaktion.
Ein atomarer Commit ist eine besondere Form der 2PC-Transaktion. Bei einem atomaren Commit müssen alle Teilnehmer die Transaktion festschreiben oder keiner der Teilnehmer muss die Transaktion festschreiben. Dadurch wird sichergestellt, dass die verteilte Transaktion erfolgreich abgeschlossen wird und Dateninkonsistenzen vermieden werden.
Bei einem zweiphasigen Commit schreibt SQL Server zunächst alle Änderungen in das Transaktionsprotokoll. Sobald das Protokoll geschrieben ist, überträgt SQL Server die Änderungen in die Datenbank. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einem Stromausfall oder einem anderen Problem die Änderungen rückgängig gemacht werden können.
2PC und 3PC beziehen sich beide auf Methoden zur Konsensfindung in einem verteilten System. 2PC ist eine Methode zur Erzielung von Konsens, bei der ein einziger Anführer alle Aktionen und die Kommunikation koordiniert. 3PC ist eine Methode zur Erzielung eines Konsenses, bei der mehrere Anführer die Aktionen und die Kommunikation koordinieren.
2PC ist ein Entwurfsmuster für Microservices, das es ermöglicht, eine Anwendung aus kleinen, unabhängigen Diensten zusammenzusetzen, die unabhängig voneinander bereitgestellt und betrieben werden können. 2PC ist eine Weiterentwicklung der traditionellen monolithischen Anwendung, bei der alle Komponenten eng miteinander gekoppelt sind und gemeinsam eingesetzt werden. Im Gegensatz dazu ist bei einer auf Microservices basierenden Anwendung jeder Dienst eine in sich geschlossene Einheit, die unabhängig bereitgestellt und betrieben werden kann.
2PC nutzt moderne Technologien wie Container und Orchestrierungs-Tools, um die unabhängige Bereitstellung und Verwaltung von Diensten zu ermöglichen. Dies führt zu einer flexibleren und skalierbaren Anwendung, die sich leicht an veränderte Anforderungen anpassen lässt.
Das 2PC-Muster hat gegenüber monolithischen Anwendungen mehrere Vorteile, darunter:
- Geringere Komplexität: Durch die Zerlegung einer Anwendung in kleine, unabhängige Dienste reduziert 2PC die Gesamtkomplexität der Anwendung. Dadurch wird die Entwicklung, die Bereitstellung und der Betrieb der Anwendung erleichtert.
- Erhöhte Flexibilität: Die unabhängige Natur von Microservices bedeutet, dass sie leicht ersetzt oder neu konfiguriert werden können. Dies ermöglicht eine schnelle Anpassung der Anwendung an veränderte Anforderungen.
- Verbesserte Skalierbarkeit: Da jeder Dienst unabhängig bereitgestellt und betrieben werden kann, ist es einfach, einzelne Dienste nach Bedarf zu skalieren. Dadurch kann die Anwendung effektiver skaliert werden, um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden.
- Erhöhte Ausfallsicherheit: Die Möglichkeit, Dienste unabhängig voneinander einzurichten und zu betreiben, erleichtert die Wiederherstellung nach Ausfällen. Dies kann dazu beitragen, die Gesamtverfügbarkeit der Anwendung zu verbessern.