Two-Phase Commit (2PC) è un protocollo utilizzato per garantire la coerenza dei dati nei sistemi distribuiti di elaborazione delle transazioni. Viene utilizzato per garantire che tutte le transazioni coinvolte in una transazione distribuita siano completate con successo. Il protocollo è stato proposto per la prima volta da Jim Gray e Andreas Reuter nei primi anni '80 ed è ancora utilizzato nei sistemi distribuiti di oggi.
Il protocollo Two-Phase Commit (2PC) consiste in due fasi: la fase di preparazione e la fase di commit. Durante la fase di preparazione, il coordinatore della transazione richiede che tutti i nodi partecipanti alla transazione distribuita si preparino per la transazione bloccando o riservando le risorse necessarie per la transazione. Se tutti i nodi partecipanti accettano di prepararsi alla transazione, il coordinatore della transazione passa alla fase di commit. Durante la fase di commit, il coordinatore della transazione chiede ai nodi partecipanti di eseguire il commit della transazione scrivendo i dati nel database. Se tutti i nodi partecipanti sono d'accordo, la transazione viene completata con successo.
Two-Phase Commit (2PC) offre molti vantaggi rispetto ad altri protocolli come il commit monofase. È più affidabile, in quanto fornisce una transazione atomica che si impegna o si interrompe, garantendo così che tutti i nodi partecipanti siano d'accordo. Inoltre, elimina la possibilità che un nodo della transazione distribuita finisca in uno stato inconsistente.
Nonostante i numerosi vantaggi del Two-Phase Commit (2PC), esso presenta alcune limitazioni. Il protocollo è lento e può creare un collo di bottiglia se si tentano molte transazioni in un breve lasso di tempo. Inoltre, se uno dei nodi partecipanti si guasta durante la fase di commit, l'intera transazione può essere interrotta, con conseguente perdita di dati.
Esistono diverse alternative al Two-Phase Commit (2PC), come il commit monofase, il commit trifase e la replica ottimistica. Il commit monofase è più veloce del commit bifase (2PC) ma è meno affidabile. Il commit a tre fasi è un'alternativa più affidabile del commit a due fasi (2PC), ma è più lento. La replica ottimistica è un'alternativa più recente che affronta le limitazioni di Two-Phase Commit (2PC) consentendo alle transazioni di procedere senza coordinamento immediato.
L'implementazione di Two-Phase Commit (2PC) richiede l'uso di un coordinatore di transazioni. Questo coordinatore è responsabile dell'emissione delle richieste di preparazione e di commit ai nodi partecipanti alla transazione distribuita. Il coordinatore della transazione tiene anche traccia dello stato della transazione distribuita e informa i nodi partecipanti del successo o del fallimento della transazione.
Il protocollo Two-Phase Commit (2PC) è vulnerabile ad alcune minacce alla sicurezza, come gli attacchi di coordinazione malevoli. In questi attacchi, un attaccante può manipolare il coordinatore della transazione per far sembrare che la transazione sia riuscita o fallita quando invece non è così. Per proteggersi da questi attacchi, è importante utilizzare canali di comunicazione sicuri tra il coordinatore della transazione e i nodi partecipanti.
Two-Phase Commit (2PC) è un protocollo affidabile e ampiamente utilizzato per l'elaborazione di transazioni distribuite. Garantisce la consistenza dei dati nei sistemi distribuiti assicurando che tutti i nodi partecipanti effettuino il commit della transazione o che nessuno di essi lo faccia. Sebbene il protocollo offra molti vantaggi, presenta alcune limitazioni ed è vulnerabile ad alcune minacce alla sicurezza. È importante comprendere il protocollo e i suoi limiti per poterlo utilizzare efficacemente nei sistemi distribuiti.
Il 2PC è un tipo di transazione distribuita in cui due o più nodi partecipanti (chiamati "partecipanti") si coordinano tra loro per eseguire il commit o il rollback di una transazione condivisa. Ogni partecipante ha una propria transazione locale (chiamata "ramo") che può eseguire il commit o il rollback indipendentemente dagli altri partecipanti. Tuttavia, i partecipanti devono coordinarsi tra loro per garantire che tutti i rami eseguano il commit o il rollback.
Il 2PC è tipicamente utilizzato in situazioni in cui più nodi devono aggiornare una risorsa condivisa, come un database. Ad esempio, si supponga che due nodi stiano aggiornando un database condiviso. Il nodo A può aggiornare la sua copia locale del database, ma non può eseguire il commit delle modifiche finché non riceve un messaggio di commit dal nodo B. Analogamente, il nodo B non può eseguire il commit delle sue modifiche finché non riceve un messaggio di commit dal nodo A. In questo modo si garantisce che entrambi i nodi eseguano il commit delle loro modifiche o che entrambi i nodi eseguano il rollback delle loro modifiche.
Il 2PC è un protocollo relativamente semplice, ma può essere costoso in termini di prestazioni e scalabilità. In particolare, la necessità che tutti i partecipanti si coordinino tra loro può introdurre ritardi significativi. Inoltre, se uno dei partecipanti fallisce, l'intera transazione può dover essere interrotta e riavviata da zero. Per questi motivi, il 2PC è tipicamente utilizzato solo in situazioni di assoluta necessità.
Se un partecipante fallisce nella Fase 2 del protocollo di commit a 2 fasi, gli altri partecipanti aspetteranno per un periodo di tempo preconfigurato che il partecipante risponda. Se il partecipante non risponde entro tale periodo, gli altri partecipanti presumono che il partecipante abbia fallito e procedono al commit o al rollback della transazione senza il partecipante.