缓存GTS时间戳复用，如何保证事务顺序

OceanBase 技术问题
#1

【 使用环境 】生产环境 or 测试环境
【 OB or 其他组件 】
【 使用版本 】
【问题描述】清晰明确描述问题
【复现路径】问题出现前后相关操作
【附件及日志】推荐使用OceanBase敏捷诊断工具obdiag收集诊断信息,详情参见链接（右键跳转查看）：

【SOP系列 22 】——故障诊断第一步(自助诊断和诊断信息收集)

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obkv写事务提交时会请求GTS服务获取提交版本号，但看代码里面，observer本地会缓存是一个时间戳，这样的化，可能多个事务会共用一个时间戳，请问下这种场景怎么解决事务顺序的问题？

#3

您的问题关注的是在使用OceanBase数据库时，尤其是在事务提交过程中，如何保证事务顺序，即便在GTS时间戳被缓存且可能被多个事务复用的情况下。根据文档库中的信息，OceanBase数据库通过全局时间戳服务（GTS）来保证事务的全局顺序 [5]。具体来说：

  1. 全局时间戳服务（GTS）：每个租户都会启动一个GTS服务，事务提交时通过本租户的时间戳服务获取事务版本号，从而保证全局的事务顺序 [5]。这意味着即使是缓存的时间戳也会遵循这一规则，确保事务的提交顺序正确无误。

  2. 两阶段提交协议：为了保证事务的原子性，OceanBase采用了两阶段提交协议 [6]。这意味着在事务最终提交之前，会有一个预备阶段（PREPARE），在这个阶段中，各个参与节点会确认是否准备好提交事务。只有当所有节点都同意提交时，事务才会正式提交。这样即使多个事务使用相同的时间戳，它们之间的顺序也通过两阶段提交协议得到了保障。

  3. 本地提交版本号与全局提交版本号：在分布式事务中，OceanBase为事务维护了“本地提交版本号”和“全局提交版本号” [1]。全局提交版本号由所有分区本地提交版本号的最大值决定，确保了事务的全局一致性。

综上所述，虽然在某些情况下可能会出现多个事务共用同一时间戳的情况，但通过全局时间戳服务、两阶段提交协议以及对本地和全局提交版本号的管理，OceanBase能够有效地保证事务的正确顺序。 [1], [5], [6]

更多信息请查看:

  1. 并发控制概述
  2. OceanBase 术语
  3. 使用 LOAD DATA 语句旁路导入数据
  4. 使用 LOAD DATA 语句导入数据
  5. 全局时间戳
  6. 事务简介
  7. 弱一致性读
#4

小助手能解答你的问题不

#5

T1写事务访问Observer A获取缓存时间戳t1,T2事务写事务访问Observer B获取缓存时间戳t2
T2晚于T1，t2有没有可能提前获取写入缓存，t1后获取写入缓存，如何保证t2也晚于t1的？

#6

您的问题涉及到了在分布式系统中，特别是在OceanBase数据库环境下，如何确保不同Observer节点上事务的全局顺序，即使这些事务可能获取到了相同或相近的时间戳。要解答这个问题，我们需要深入了解OceanBase是如何管理和协调全局时间戳（GTS）的，以及它是如何通过两阶段提交协议来确保事务的一致性和顺序性的。

1. 全局时间戳服务（GTS）

OceanBase中的全局时间戳服务（GTS）负责为事务提供全局唯一的提交时间戳。每个事务在提交时都需要向GTS请求一个时间戳，这个时间戳用来标识事务的提交顺序。尽管每个Observer节点上都有一个本地缓存的时间戳，但这个时间戳并不是事务最终使用的提交时间戳。事务在提交时会通过GTS获取一个全局时间戳，这个全局时间戳保证了事务的全局顺序。

2. 两阶段提交协议

在事务提交的过程中，OceanBase采用了两阶段提交协议。这个过程分为两个主要步骤：

  • 预备阶段（Prepare）：事务在提交前会进入预备状态，在这个状态下，事务的状态被标记为PREPARE，但尚未正式提交。
  • 提交阶段（Commit）：当所有参与者都同意提交时，事务才正式提交。在这个阶段，事务的全局提交时间戳被确定，并且这个时间戳是由所有参与者中的最大本地提交时间戳决定的。

3. 本地提交版本号与全局提交版本号

为了进一步确保事务的一致性和顺序性，OceanBase为每个事务维护了一个本地提交版本号（Local Commit Version）和一个全局提交版本号（Global Commit Version）。全局提交版本号由所有分区的本地提交版本号的最大值决定，这确保了事务的全局一致性。

4. 时间戳的获取与更新

当事务开始时，它会获取一个读时间戳（Read Timestamp），这个时间戳用于确定事务的读取范围。而在事务提交时，它会获取一个提交时间戳（Commit Timestamp），这个时间戳决定了事务的提交顺序。即使多个事务可能使用了相同的本地缓存时间戳，但在最终提交时，它们会通过GTS获取不同的全局时间戳，从而保证了事务的全局顺序。

5. 实际场景下的保证

在您描述的场景中，T1事务在Observer A上获取了时间戳t1，而T2事务在Observer B上获取了时间戳t2。尽管T2晚于T1发生，但由于事务提交时需要通过GTS获取全局时间戳，因此T2的全局提交时间戳仍然会晚于T1的全局提交时间戳。这是因为GTS会确保所有事务的全局提交时间戳按照实际发生的顺序递增。

总结

通过全局时间戳服务（GTS）、两阶段提交协议以及对本地提交版本号和全局提交版本号的管理，OceanBase能够有效地保证事务的全局顺序。即使在不同Observer节点上获取的时间戳可能相同或相近，但在最终提交时，通过GTS获取的全局时间戳会确保事务的正确顺序。

希望以上解释能够帮助您更好地理解OceanBase是如何处理这种情况的。如果您还有其他疑问或需要进一步的帮助，请随时提问。

检索到的文档如下:

  1. 并发控制概述
  2. LOCK TABLES
  3. writing_throttling_maximum_duration
  4. 多版本读一致性
  5. 连接次序
  6. 分页查询
  7. OBKV-Table 简介

(小助手的答复已结束，如未能解决您的问题，请继续提问并等待其他同学的回复，谢谢！)

#7

那对于写事务而言每次都要访问GTS服务，这个本地缓存的时间戳有什么作用？

#8

@论坛小助手

#9

针对您的问题，即在写事务中每次提交都需要访问GTS服务的情况下，本地缓存的时间戳究竟起到了什么作用，以下是对该问题的详细解释：

  1. 本地缓存时间戳的作用

    • 减少GTS服务的压力：本地缓存时间戳主要用于减少对GTS服务的频繁访问。在事务开始时，事务会从本地缓存中获取一个时间戳作为读取版本号。这样可以避免在事务开始时就立即访问GTS服务，从而减轻GTS服务的压力。
    • 提高性能：通过使用本地缓存时间戳，事务可以在本地快速获取一个初步的时间戳，从而加快事务的启动速度。这对于提高系统的整体性能是非常有益的。
    • 并发控制：本地缓存时间戳还可以用于并发控制。在事务执行过程中，事务会根据本地缓存时间戳进行一些初步的检查，以确保事务的隔离性和一致性。例如，事务在读取数据时会跳过事务版本号大于读取版本号的数据，从而提供一个统一的全局数据快照。

  2. 全局时间戳服务（GTS）的作用

    • 保证全局事务顺序：尽管事务在开始时可以从本地缓存中获取一个时间戳，但在事务提交时仍需要访问GTS服务获取一个全局时间戳作为提交版本号。这是因为全局时间戳服务（GTS）负责为事务提供全局唯一的提交时间戳，从而保证事务的全局顺序。
    • 两阶段提交协议：在事务提交过程中，OceanBase采用了两阶段提交协议。在预备阶段（Prepare），事务会获取一个本地提交版本号，并将其与GTS获取的全局时间戳进行比较。最终的全局提交版本号由所有分区的本地提交版本号的最大值决定，从而确保事务的全局一致性。

  3. 本地缓存时间戳与全局时间戳的关系

    • 读取版本号与提交版本号：事务在开始时从本地缓存中获取一个时间戳作为读取版本号，而在提交时则需要访问GTS服务获取一个全局时间戳作为提交版本号。这两者之间是相互独立的，但又相互配合，共同保证了事务的隔离性和一致性。
    • 并发控制：通过使用本地缓存时间戳，事务可以在本地快速获取一个初步的时间戳，从而加快事务的启动速度。而在事务提交时，通过访问GTS服务获取全局时间戳，确保事务的全局顺序。

总结
通过使用本地缓存时间戳，OceanBase能够在事务开始时快速获取一个初步的时间戳，从而提高性能并减少GTS服务的压力。而在事务提交时，通过访问GTS服务获取全局时间戳，确保事务的全局顺序。这两者相结合，共同保证了事务的隔离性和一致性。
希望以上解释能够帮助您更好地理解OceanBase中本地缓存时间戳的作用。如果您还有其他疑问或需要进一步的帮助，请随时提问。 [2], [3], [4]

更多信息请查看:

  1. 全局时间戳
  2. 并发控制概述
  3. OceanBase 数据库整体架构
  4. OceanBase 术语
  5. 9400.ob_timestamp_service-global.md
  6. 恢复架构
  7. ls_gc_delay_time