Zweiphasen-Commit-Protokoll

Das Zwei-Phasen-Commit-Protokoll (2PC) ist ein verteilter Algorithmus der Informatik, der die Atomarität von Transaktionen über mehrere Knoten in einem verteilten System sicherstellt. In einem verteilten System, in dem Daten auf mehreren Maschinen gespeichert und verarbeitet werden, ist es entscheidend, Konsistenz zu wahren und sicherzustellen, dass alle Knoten dem Ergebnis einer Transaktion zustimmen.

Es erreicht dies, indem es die Transaktion in zwei Phasen unterteilt: die Prepare-Phase und die Commit-Phase. In der Prepare-Phase sendet der Koordinator eine Nachricht an alle Teilnehmerknoten und fordert sie auf, sich auf den Commit der Transaktion vorzubereiten. Jeder Teilnehmerknoten prüft, ob er die Transaktion erfolgreich committen kann, und antwortet dem Koordinator mit einer Stimme – „ja“, wenn er committen kann, oder „nein“, wenn nicht.

Sobald der Koordinator alle Stimmen der Teilnehmerknoten erhalten hat, entscheidet er, ob er mit der Commit-Phase fortfährt oder die Transaktion abbricht. Stimmen alle Teilnehmer „ja“, sendet der Koordinator eine Commit-Nachricht an alle Knoten und weist sie an, die Transaktion zu committen. Gibt ein Teilnehmerknoten „nein“ ab oder tritt beim Koordinator ein Fehler auf, sendet der Koordinator eine Abort-Nachricht an alle Knoten und weist sie an, ein Rollback der Transaktion durchzuführen.

Das Zwei-Phasen-Commit-Protokoll stellt sicher, dass sich alle Knoten in einem verteilten System auf das Ergebnis einer Transaktion einigen – sie wird entweder erfolgreich committet oder vollständig per Rollback zurückgesetzt. Damit ist die Atomarität von Transaktionen gewährleistet: Entweder wird die gesamte Transaktion erfolgreich abgeschlossen, oder es werden überhaupt keine Änderungen übernommen. Obwohl das Zwei-Phasen-Commit-Protokoll Konsistenz und Zuverlässigkeit in verteilten Systemen effektiv sicherstellt, kann es aufgrund der notwendigen Koordination zwischen mehreren Knoten zu Latenz und Performance-Overhead führen.