分布式系统核心概念

1. CAP理论

CAP理论指出，分布式系统最多同时满足以下三项中的两项：

• 一致性（CC）：所有节点访问同一份最新数据。
• 可用性（AA）：每个请求都能在合理时间内获得非错误响应。
• 分区容错性（PP）：系统在网络分区（节点间通信中断）时仍能运行。

取舍场景：

• 当网络分区（PP）发生时，需在CC与AA间选择：
  • 选择CC（如金融系统）：拒绝写入以保持一致性，牺牲可用性。
  • 选择AA（如社交平台）：返回旧数据，牺牲一致性。

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2. 分布式事务

解决跨服务或跨数据库操作的数据一致性问题。

（1）2PC（两阶段提交）

• 流程：
  1. 准备阶段：协调者询问所有参与者“能否提交”。
  2. 提交阶段：若所有参与者同意，协调者通知提交；否则回滚。
• 问题：协调者单点故障可能导致参与者长期阻塞。

（2）TCC（Try-Confirm-Cancel）

• 三阶段：
  1. Try：预留资源（如冻结库存）。
  2. Confirm：提交（如扣减库存）。
  3. Cancel：回滚（如解冻库存）。
• 缺点：需业务代码实现补偿逻辑，侵入性强。

（3）Seata的AT模式

• 原理：
  1. 自动生成反向SQL：记录数据快照（UNDO_LOG），用于回滚。
  2. 全局锁：防止其他事务修改同一数据。
• 优点：业务侵入性低，无需手动编写补偿逻辑。

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3. 分布式锁

确保分布式环境下资源的互斥访问。

（1）基于Redis的实现

• 核心命令：SETNX（或SET key value NX EX）设置锁，Lua脚本保证原子性解锁。
• 示例：

-- 加锁（设置过期时间）
SET lock_key unique_value NX EX 30
-- 解锁（Lua脚本验证值后删除）
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] thenreturn redis.call("del", KEYS[1])
elsereturn 0
end

• 问题：锁过期时间需合理，避免业务未完成锁已释放。

（2）基于ZooKeeper的实现

• 临时顺序节点：
  1. 客户端创建临时顺序节点（如/lock/node_00000001）。
  2. 监听前一个节点，若前序节点释放，则获取锁。
• Watcher机制：节点删除时触发通知，避免轮询。
• 优点：锁自动释放（会话断开时节点删除），无死锁风险。

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对比与总结

技术	优点	缺点
2PC	强一致性	协调者单点问题，性能低
TCC	灵活性高	需业务侵入，实现复杂
Seata AT	自动化补偿，低侵入	依赖全局锁，并发性能受限
Redis锁	高性能，易扩展	锁超时时间难设定
ZooKeeper锁	高可靠性，无死锁	性能低于Redis，依赖ZK集群