Distributed Transactions এবং Two-Phase Commit Protocol (2PC) আধুনিক সিস্টেমে ডিস্ট্রিবিউটেড ডেটাবেসে একাধিক সিস্টেম বা সেবার মধ্যে ডেটা একসঙ্গে এবং সুরক্ষিতভাবে আপডেট করার জন্য ব্যবহৃত হয়। এই প্রযুক্তিগুলি মূলত একাধিক সার্ভার বা সিস্টেমে একটি একক ট্রানজেকশনের কার্যক্রম সঠিকভাবে সম্পন্ন হতে সাহায্য করে, যাতে প্রতিটি অংশ একযোগে সফল বা ব্যর্থ হয়।

এখানে, আমরা Distributed Transactions এবং Two-Phase Commit Protocol এর ধারণা, ভূমিকা, এবং বাস্তবায়ন পদ্ধতি সম্পর্কে বিস্তারিত আলোচনা করব।

Distributed Transactions

Distributed Transactions হল একাধিক সিস্টেম বা সার্ভারের মধ্যে সংঘটিত ট্রানজেকশন যা একে অপরের উপর নির্ভরশীল থাকে। এই ধরনের ট্রানজেকশনে, ট্রানজেকশনটি একাধিক রিসোর্স (যেমন, ডাটাবেস, ফাইল সিস্টেম, বা মেসেজ কিউ) সমন্বিতভাবে পরিচালিত হয়, এবং এটি নিশ্চিত করতে হয় যে সব সিস্টেম একইভাবে সফলভাবে বা ব্যর্থভাবে সম্পন্ন হবে।

যখন একটি ট্রানজেকশন একাধিক ডাটাবেস বা সার্ভিসের উপর চলে, তখন সাধারণত Atomicity, Consistency, Isolation, এবং Durability (ACID) গুণাবলীর নিশ্চয়তা দেওয়া হয়। এই ধরনের ট্রানজেকশনে সাধারণত Two-Phase Commit (2PC) প্রটোকল ব্যবহার করা হয়।

Distributed Transactions এর চ্যালেঞ্জসমূহ:

• Consistency: একাধিক সিস্টেমের মধ্যে ডেটা কনসিস্টেন্সি রক্ষা করা কঠিন।
• Atomicity: ট্রানজেকশনের একাধিক অংশ একইভাবে সফল বা ব্যর্থ হওয়া উচিত।
• Failure Recovery: সার্ভার বা নেটওয়ার্কের ব্যর্থতা হলে সিস্টেমের অবস্থান পুনরুদ্ধার করা।

Two-Phase Commit Protocol (2PC)

Two-Phase Commit (2PC) একটি ডিসট্রিবিউটেড ট্রানজেকশন প্রটোকল যা সিস্টেমের মধ্যে ট্রানজেকশন সঠিকভাবে পরিচালনা করতে ব্যবহৃত হয়। এটি নিশ্চিত করে যে একটি ট্রানজেকশন একাধিক সিস্টেমে সফলভাবে সম্পন্ন হবে বা পুরোপুরি বাতিল হবে। 2PC প্রটোকল দুটি ধাপে কাজ করে:

প্রথম ধাপ: Voting Phase (Prepare Phase)

এই ধাপে, কো-অর্ডিনেটর (যে সার্ভার বা সিস্টেম ট্রানজেকশনটি পরিচালনা করে) সমস্ত পার্টিসিপ্যান্ট (অর্থাৎ, ট্রানজেকশনে অংশগ্রহণকারী সিস্টেম বা সার্ভার) থেকে প্রস্তুতির জন্য সিগন্যাল পাঠায়। কো-অর্ডিনেটর সব পার্টিসিপ্যান্ট থেকে তাদের প্রস্তুতি বা অনাপত্তি জানার জন্য একটি ভোট সংগ্রহ করে।

1. কো-অর্ডিনেটর ট্রানজেকশন কমিট করার জন্য একটি "prepare" কমান্ড পাঠায়।
2. প্রতিটি পার্টিসিপ্যান্ট সিস্টেম ডেটাবেস বা রিসোর্সে ট্রানজেকশন সঞ্চালনের জন্য প্রস্তুতি নেয় এবং "Yes" (যদি সব কিছু ঠিক থাকে) বা "No" (যদি কোনো সমস্যা হয়) জানায়।

দ্বিতীয় ধাপ: Commit Phase (Decision Phase)

যদি সমস্ত পার্টিসিপ্যান্ট "Yes" জানায়, তবে কো-অর্ডিনেটর তাদেরকে "commit" কমান্ড পাঠায়, যা তাদেরকে ট্রানজেকশন সম্পন্ন করতে নির্দেশ দেয়। অন্যথা, যদি কোনো পার্টিসিপ্যান্ট "No" জানায়, কো-অর্ডিনেটর তাদেরকে "rollback" কমান্ড পাঠায়, যাতে সমস্ত সিস্টেম তাদের পরিবর্তনগুলো ফিরিয়ে নেয়।

1. Commit Decision: যদি সব পার্টিসিপ্যান্ট "Yes" জানায়, কো-অর্ডিনেটর "commit" নির্দেশ পাঠায়।
2. Rollback Decision: যদি কোনো পার্টিসিপ্যান্ট "No" জানায়, কো-অর্ডিনেটর "rollback" নির্দেশ পাঠায়, এবং সমস্ত সিস্টেম তাদের পরিবর্তন ফিরিয়ে নেয়।

Two-Phase Commit Protocol এর উদাহরণ

ধরা যাক, একটি ব্যাঙ্কের ট্রানজেকশন সিস্টেম আছে, যেখানে একজন গ্রাহক তার অ্যাকাউন্ট থেকে টাকা তুলে অন্য একটি অ্যাকাউন্টে পাঠাতে চায়। এই ট্রানজেকশন দুটি সিস্টেমের মধ্যে চলছে: একটি সিস্টেমে টাকা পরিশোধের জন্য এবং অন্যটিতে টাকা গ্রহণ করার জন্য।

1. Phase 1 (Prepare):
   • প্রথমে, ট্রানজেকশন প্রক্রিয়া শুরু হলে কো-অর্ডিনেটর সমস্ত পার্টিসিপ্যান্ট (যেমন, টাকা পরিশোধকারী এবং টাকা গ্রহণকারী সিস্টেম) থেকে প্রস্তুতি নেবে।
   • দুটি সিস্টেম "Yes" বা "No" জানাবে, যদি তাদের রিসোর্সগুলো ব্যবহার করার জন্য প্রস্তুত থাকে।
2. Phase 2 (Commit or Rollback):
   • যদি দুটি সিস্টেম "Yes" জানায়, কো-অর্ডিনেটর তাদেরকে ট্রানজেকশন কমিট করার নির্দেশ দেবে।
   • যদি কোনো একটি সিস্টেম "No" জানায় (যেমন, কোনো একাউন্টে পর্যাপ্ত ব্যালান্স না থাকা), কো-অর্ডিনেটর তাদেরকে ট্রানজেকশন রোলব্যাক করার নির্দেশ দেবে।

Two-Phase Commit এর সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা

সুবিধাসমূহ:

• Consistency: সমস্ত সিস্টেমের মধ্যে ডেটা কনসিস্টেন্ট থাকে।
• Atomicity: ট্রানজেকশন সফলভাবে বা ব্যর্থভাবে সম্পন্ন হয়।
• Reliability: সার্ভিসগুলো একে অপরের সাথে সমন্বয় করে কাজ করে এবং একটি অপর্যাপ্ত পরিস্থিতিতে পুরো সিস্টেম ব্যর্থ হতে বাধ্য হয় না।

সীমাবদ্ধতা:

• Blocking: 2PC ব্লকিং প্রটোকল হতে পারে। অর্থাৎ, যদি কোনো পার্টিসিপ্যান্ট ব্যর্থ হয়, তখন পুরো ট্রানজেকশন আটকিয়ে যায়।
• Failure Handling: সিস্টেমে পার্টিসিপ্যান্ট সার্ভার বা নেটওয়ার্কের ব্যর্থতার কারণে ট্রানজেকশন প্রক্রিয়া ব্যাহত হতে পারে।
• Performance: 2PC প্রটোকল কিছুটা ধীর হতে পারে, কারণ প্রতিটি ধাপে সিস্টেমগুলোকে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে হয়।

Conclusion

Two-Phase Commit Protocol (2PC) একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রটোকল যা ডিসট্রিবিউটেড ট্রানজেকশনের মধ্যে সমস্ত সিস্টেমের ডেটা একত্রিত করার জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি নিশ্চিত করে যে একটি ট্রানজেকশন সফলভাবে সম্পন্ন হবে বা পুরোপুরি বাতিল হবে, এবং কোনো সিস্টেমের মধ্যে ডেটার অখণ্ডতা রক্ষা করবে। যদিও 2PC একটি সাধারণ এবং শক্তিশালী প্রটোকল, তবে এটি কিছু সীমাবদ্ধতা এবং পারফরম্যান্স সমস্যা তৈরি করতে পারে, যা পরবর্তীতে Three-Phase Commit (3PC) বা অন্যান্য বিকল্প প্রটোকল দ্বারা সমাধান করা হতে পারে।