Processamento de Transações Distribuídas

Processamento de Transações Distribuídas

• Transação: Unidade de trabalho que deve ser executada totalmente ou revertida totalmente, garantindo consistência e integridade de dados em sistemas distribuídos.
• Características ACID:
  • Atomicidade: "Tudo ou nada" - concluída totalmente ou nenhuma alteração.
  • Consistência: Dados seguem regras de integridade antes e depois da transação.
  • Isolamento: Cada transação parece ser executada separadamente.
  • Durabilidade: Mudanças são permanentes após o commit, mesmo com falhas.

Protocolos Transacionais Distribuídos

• 2PC (Two-Phase Commit):

  • Objetivo: Garantir confirmação/aborto consistente em todos os nós participantes.
  • Fases:
    • Votação: Coordenador solicita "preparação" aos participantes; eles respondem "sim" ou "não".
    • Decisão: Se todos votarem "sim", o coordenador decide pelo commit; caso contrário, aborta.
  • Desvantagem: Bloqueante, pois falha do coordenador deixa participantes em incerteza.

• 3PC (Three-Phase Commit):

  • Objetivo: Tornar o commit não bloqueante, melhorando a tolerância a falhas do coordenador.
  • Fases:
    • Votação (igual ao 2PC).
    • Pré-commit: Coordenador envia "pré-commit" aos participantes, que confirmam a recepção.
    • Commit Final: Coordenador envia "commit final" se não falhar; caso contrário, participantes decidem com base no pré-commit.
  • Vantagem: Não bloqueante.
  • Desvantagem: Maior overhead de comunicação e mais complexo.

Gestão de Falhas em Transações

• Cenários de Falhas:
  • Falha de Participantes:
    • Consulta log ao reiniciar;
    • "READY": consulta coordenador;
    • "COMMIT" ou "ABORT": executa a ação.
  • Falha do Coordenador:
    • Novo coordenador é eleito;
    • Consulta participantes para determinar estado da transação e decide continuar ou abortar.
  • Falhas de Rede:
    • Transações bloqueadas pela perda de comunicação entre participantes e coordenador.

Estratégias de Otimização de Transações

• Minimizar Comunicação:
  • Projetar transações com o mínimo de mensagens entre nós.
  • Técnicas de fragmentação para operações locais.
• Execução Paralela:
  • Dividir transação em subtransações para execução simultânea em diferentes nós.
• Replicação Estratégica:
  • Replicar dados em locais estratégicos para reduzir latência de leitura e escrita.
• Checkpointing:
  • Criar pontos de verificação para reduzir tempo de recuperação após falhas.

Tecnologia: Apache Phoenix

• Apache Phoenix: Camada SQL sobre HBase, permitindo consultas transacionais ACID com escalabilidade do HBase.
• Características:
  • Consultas SQL completas (JOINs, GROUP BY, HAVING).
  • Transações ACID para consultas e atualizações.
  • Integração com HBase para armazenamento e distribuição de dados eficientes.