1.1 Preparando uma viagem

Tomas está planejando uma viagem e precisa de hospedagem e passagens aéreas.

Entretando, Tomas está com medo de reservar o hotel e acabar não conseguindo passagem. Ou pior, comprar as passagens e acabar não conseguindo um hotel pra ficar.

1.2 Iniciando reserva do hotel

Tomas tem um plano! Primeiro, ele abre o site do hotel e inicia uma reserva. Esses sites normalmente seguram as reservas iniciadas por alguns minutos para você preencher seus dados de pagamento, então existe uma certa garantia de que a hospedagem será do Tomas se ele confirmar a tempo.

1.3 Iniciando reserva das passagens aéreas

Depois, ele muda de aba para o site da companhia aérea e inicia a reserva do voo.

PS: Para efeitos desse exemplo, vamos considerar que os sites de companhia aérea funcionam decentemente.

1.4 Confirmando a reserva do hotel

Agora que o Tomas sabe que tem as passagens e hospedagem que precisa, ele inicia as confirmações.

1.5 Confirmando a reserva das passagens aéreas

Em seguida, ele confirma as passagens aéreas.

1.6 Protocolo de preparação de viagem do Tomas

Assumindo que:

• Os sites de hotel e passagens aéreas vão manter disponíveis os itens selecionados enquanto a reserva não expirar

  • Por exemplo, se o Tomas iniciou uma reserva do último quarto de hotel, aquele hotel vai aparecer indisponível se outra pessoa procurar enquanto o Tomas não finaliza sua compra, ou seu tempo expira.
    

• Os sites não vão ficar indisponíveis durante o processo
  

• O Tomas tem tempo suficiente para confirmar as duas reservas antes de alguma delas expirarem

  • Por exemplo, o Tomas não vai ficar sem internet no meio do processo.

Podemos garantir que:

• Se o Tomas reservar a passagem aérea, ele conseguirá hospedagem.
  
• Se o Tomas reservar hospedagem, ele conseguirá passagem aérea.

2.1 Efetivação em duas fases (Two-Phase Commit)

Podemos dizer que o protocolo do Tomas é uma efetivação em duas fases.

• Na primeira fase, ele prepara as reservas em ambos os sites, e aguarda confirmação
  
• Na segunda fase, ele efetiva as reservas preparadas na primeira fase

2.2 Primeira fase: preparar hotel

Primeiro, o Tomas requisita uma preparação do site do hotel. Preparar aqui significa:

• "Oi, se tiver um quarto de hotel disponível pro dia tal, me avisa e guarda ele pra mim. Te confirmo e dou meus dados de pagamento daqui a pouco."

As partes importantes são:

• Me avisa se tem hotel disponível
  
• Deixa ele guardado pra mim

2.3 Primeira fase: preparar passagens aéreas

Novamente, as partes importantes são:

• Me avisa se tem passagem aérea disponível
  
• Deixa guardado pra mim

2.4 Primeira fase: aguardar confirmações

Para finalizar a primeira fase, o Tomas deve receber a confirmação de que as preparações foram positivas.

• Se alguma das reservas não funcionar, ele aborta a operação, cancelando ou fechando a aba do outro site.

2.5 Segunda fase: confirmar todas as reservas

Na segunda fase, considerando que as preparações foram positivas, basta que o Tomas confirme todas as reservas.

• Isso é a efetivação da operação (commit).
  
• Commit pode também ser traduzido como comprometer-se. É quando o Tomas dá os dados de cartão de crédito dele e se compromete com a compra.

2.6 Termos do protocolo Two-Phase Commit

2.7 Propriedade

Queremos garantir que:

• Se o Tomas reservar a passagem aérea, ele conseguirá hospedagem.
  
• Se o Tomas reservar hospedagem, ele conseguirá passagem aérea.

Pensando que podemos ter vários outros resource managers, podemos generalizar isso como:

• Se um resource manager for efetivado, então todos os outros devem ser também

2.8 Especificações

• Vamos ver as especificações em Quint e TLA+
  • Quint: https://github.com/informalsystems/quint/blob/main/examples/classic/distributed/TwoPhaseCommit/two_phase_commit.qnt
    
  • TLA+: https://github.com/tlaplus/Examples/blob/master/specifications/transaction_commit/TwoPhase.tla

2.9 Separação de memória

• Nas especificações, o que cada componente do sistema conhece fica sempre to estado da nossa máquina de estados.
  

• Na realidade de sistemas distribuídos, é importante considerar que esse conhecimento está separado

  • Só o site do hotel sabe da disponibilidade de quartos e pode fazer reservas
    
  • Só o site da companhia aérea sabe da disponibilidade de voos e pode fazer reservas
    

• Se a memória fosse uma só, seria muito mais simples

2.10 Atomicidade

Operações atômicas são aquelas que podem executar sem "interrupção" de outro processo.

• São aquelas que conseguimos executar de certeza, não importa o que aconteça com os outros fatores.

  • "Outros fatores" depende do nosso nível de abstração e suposições

Exemplo de operações atômicas:

• Iniciar uma reserva
  
• Confirmar uma reserva
  
• Cancelar uma reserva

Exemplo de operação não atômica:

• Comprar uma passagem aérea

  • Considerando o nível de abstração do exemplo do Tomas, é possível dar início e até finalizar a compra de hospedagem enquanto ele compra passagens aéreas.
    
  • Se algo pode acontecer enquanto a operação acontece, a operação não é atômica.

2.11 Atomicidade em modelos

Uma ação vai sempre representar uma operação atômica

• Nada pode acontecer enquanto uma transição do sistema acontece
  

• Depende completamente do nível de abstração que escolhemos
  • Podemos entrar em mais detalhe e considerar cada clique que o Tomas dá nos sites.

PS: No trabalho 1, o nível de abstração mais apropriado é uma transição por turno.

2.12 Aplicação prática de Two-Phase Commit

Um exemplo de aplicação é para escrever dados em múltiplos bancos de dados diferentes, a fim de manter consistência de dados entre eles.

• Semelhante ao exemplo em (HOWARD, 2016)

• Já usei em uma migração de bancos de dados

2.13 Referências