ডিস্ট্রিবিউটেড ট্রানজেকশন ও টু-ফেজ কমিট

১ · সমস্যা — একাধিক ডেটাবেস জুড়ে Atomicity

DBMS কোর্সে আমরা শিখেছি একটি একক ডেটাবেসের ট্রানজেকশন ACID-এর "A" (Atomicity) মেনে চলে — হয় পুরো ট্রানজেকশন সফল হয়, নয়তো পুরোটাই বাতিল হয়ে যায়, আংশিক অবস্থায় থামে না। কিন্তু L17-এ শার্ডিং শেখার পর প্রশ্ন ওঠে — যদি একটি ব্যবসায়িক অপারেশনের জন্য দুটি ভিন্ন শার্ড বা ডেটাবেসে লিখতে হয় (যেমন ব্যাংক ট্রান্সফার — একজনের অ্যাকাউন্ট থেকে টাকা কাটা এক শার্ডে, অন্যজনের অ্যাকাউন্টে টাকা যোগ করা অন্য শার্ডে) — তাহলে atomicity কীভাবে নিশ্চিত করা যায়? একটি ডেটাবেস সফল হলো, অন্যটি নেটওয়ার্ক সমস্যায় ব্যর্থ হলো — এমন অর্ধেক-সফল অবস্থা কখনোই গ্রহণযোগ্য নয়।

২ · Two-Phase Commit — দুটি ফেজ

2PC-তে দুই ধরনের ভূমিকা থাকে — CoordinatorCoordinatorযে নোডটি পুরো ডিস্ট্রিবিউটেড ট্রানজেকশন পরিচালনা করে — সব participant-কে ভোট চায় এবং চূড়ান্ত commit/abort সিদ্ধান্ত জানায়। (একজন, পুরো প্রক্রিয়া পরিচালনা করে) এবং একাধিক ParticipantParticipantএকটি ডেটাবেস/শার্ড যা ট্রানজেকশনের একটি অংশ সম্পন্ন করে — কোঅর্ডিনেটরের নির্দেশে রিসোর্স লক করে, ভোট দেয় এবং কমিট/অ্যাবোর্ট করে। (প্রতিটি ডেটাবেস/শার্ড যেখানে ট্রানজেকশনের একটি অংশ ঘটছে)।

৩ · দুর্বলতা — Blocking Problem

2PC-এর সবচেয়ে বড় সমস্যা হলো এটি একটি ব্লকিং প্রোটোকল। ধরুন সব participant হ্যাঁ ভোট দিয়ে রিসোর্স লক করে রেখেছে (Phase ১ শেষ), কিন্তু ঠিক তখনই কোঅর্ডিনেটর ক্র্যাশ করল — Phase ২-এর চূড়ান্ত নির্দেশ কখনোই আসবে না। Participant-রা জানে না কমিট করবে না অ্যাবোর্ট করবে, তাই নিরাপদ থাকতে তারা লক ধরে রেখে অনির্দিষ্টকালের জন্য অপেক্ষা করে — এই সময় সেই রিসোর্সগুলো অন্য কোনো ট্রানজেকশনের জন্য ব্যবহারযোগ্য থাকে না।

৪ · Python-এ 2PC সিমুলেশন

নিচে দুটি participant নিয়ে 2PC সিমুলেট করা হয়েছে — একবার উভয়ে হ্যাঁ ভোট দেয় (সফল কমিট), আরেকবার একজন না ভোট দেয় (সম্পূর্ণ অ্যাবোর্ট) — লক্ষ্য করুন দ্বিতীয় কেসে যে participant হ্যাঁ ভোট দিয়েছিল সেও রোলব্যাক করে।

class Participant:
    def __init__(self, name, will_vote_yes):
        self.name = name
        self.will_vote_yes = will_vote_yes
        self.state = "INIT"

    def prepare(self):
        # Phase 1: রিসোর্স লক করা ও ভোট দেওয়া
        if self.will_vote_yes:
            self.state = "PREPARED"
            return True
        self.state = "ABORTED"
        return False

    def commit(self):
        self.state = "COMMITTED"

    def abort(self):
        self.state = "ABORTED"


def two_phase_commit(participants):
    votes = {p.name: p.prepare() for p in participants}
    all_yes = all(votes.values())

    if all_yes:
        for p in participants:
            p.commit()
        outcome = "COMMIT"
    else:
        for p in participants:
            p.abort()
        outcome = "ABORT"

    return outcome, votes


print("=== কেস ১: উভয় participant হ্যাঁ ভোট দেয় ===")
p1 = Participant("Bank-A", True)
p2 = Participant("Bank-B", True)
outcome1, votes1 = two_phase_commit([p1, p2])
print(f"ভোট: {votes1}")
print(f"চূড়ান্ত ফলাফল: {outcome1}")
print(f"Bank-A state: {p1.state}, Bank-B state: {p2.state}")

print()
print("=== কেস ২: Bank-B না ভোট দেয় (রিসোর্স ব্যস্ত/ব্যর্থ) ===")
p3 = Participant("Bank-A", True)
p4 = Participant("Bank-B", False)
outcome2, votes2 = two_phase_commit([p3, p4])
print(f"ভোট: {votes2}")
print(f"চূড়ান্ত ফলাফল: {outcome2}")
print(f"Bank-A state: {p3.state}, Bank-B state: {p4.state}")