C语言实现分布式事务（基于两阶段提交算法的完整教程）

两阶段提交（2PC）原理

两阶段提交是最经典的分布式事务协调协议，由一个协调者（Coordinator）和多个参与者（Participants）组成：

• 第一阶段（准备阶段）：协调者询问所有参与者是否可以提交事务。
• 第二阶段（提交/回滚阶段）：如果所有参与者都回复“可以”，协调者发送“提交”指令；否则发送“回滚”指令。

C语言实现步骤

下面我们将用 C 语言模拟一个简单的 2PC 系统。为简化网络通信，我们使用本地函数调用代替 socket 通信，但逻辑完全一致。

1. 定义消息类型

// 消息类型定义#define PREPARE     1#define COMMIT      2#define ROLLBACK    3#define VOTE_YES    4#define VOTE_NO     5

2. 参与者结构体

typedef struct {    int id;    int can_commit; // 1 表示可以提交，0 表示不能} Participant;// 模拟参与者执行本地事务int participant_prepare(Participant* p) {    // 这里可以加入实际的数据库操作逻辑    // 为演示，假设80%情况下可以提交    if (rand() % 10 < 8) {        p->can_commit = 1;        return VOTE_YES;    } else {        p->can_commit = 0;        return VOTE_NO;    }}void participant_commit(Participant* p) {    printf("Participant %d: 提交事务\n", p->id);}void participant_rollback(Participant* p) {    printf("Participant %d: 回滚事务\n", p->id);}

3. 协调者逻辑

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define MAX_PARTICIPANTS 3int main() {    srand(time(NULL));        Participant participants[MAX_PARTICIPANTS];    for (int i = 0; i < MAX_PARTICIPANTS; i++) {        participants[i].id = i + 1;    }    printf("【第一阶段】协调者发送 PREPARE 请求...\n");        int all_yes = 1;    for (int i = 0; i < MAX_PARTICIPANTS; i++) {        int vote = participant_prepare(&participants[i]);        if (vote == VOTE_NO) {            all_yes = 0;            printf("Participant %d 投票 NO\n", participants[i].id);        } else {            printf("Participant %d 投票 YES\n", participants[i].id);        }    }    printf("\n【第二阶段】协调者决定：");    if (all_yes) {        printf("发送 COMMIT\n");        for (int i = 0; i < MAX_PARTICIPANTS; i++) {            participant_commit(&participants[i]);        }    } else {        printf("发送 ROLLBACK\n");        for (int i = 0; i < MAX_PARTICIPANTS; i++) {            participant_rollback(&participants[i]);        }    }    return 0;}

编译与运行

将上述代码保存为 2pc.c，然后在终端执行：

$ gcc -o 2pc 2pc.c$ ./2pc

你将看到类似如下输出：

【第一阶段】协调者发送 PREPARE 请求...Participant 1 投票 YESParticipant 2 投票 YESParticipant 3 投票 YES【第二阶段】协调者决定：发送 COMMITParticipant 1: 提交事务Participant 2: 提交事务Participant 3: 提交事务

局限性与进阶方向

虽然两阶段提交能保证C语言事务处理的一致性，但它存在阻塞问题（协调者宕机时参与者可能长时间等待）。在实际生产中，可考虑使用三阶段提交（3PC）、Paxos 或 Raft 等更高级的共识算法。

总结

通过本教程，你已经掌握了如何用 C 语言实现基本的分布式事务协调机制。理解两阶段提交是迈向构建高可用分布式系统的重要一步。记住，分布式系统一致性不仅是算法问题，更是工程实践的艺术。

SEO关键词回顾：C语言分布式事务、两阶段提交算法、C语言事务处理、分布式系统一致性。