分布式一致性演算法之Paxos

2021-10-20 04:02:47 字數 2021 閱讀 5354

paxos的重要概念:

提案(proposal):proposal訊息包括提案編號(proposal id)和提案的值(最終一致值value)

paxos演算法角色:

client:客戶端,主要是向分布式系統發出請求,並等待響應。例如:對分布式檔案伺服器中檔案的寫請求

proposer:提案發起者,提倡客戶請求,試圖說服acceptor對此達成一致,並在發生衝突時充當協調者以推動協議向前發展。

acceptor:決策者,可以批准提案;如果某個提案被選定,那麼該提案裡的value就被選定了。

learners:最終決策的學習者,充當該協議的複製。

規則:

乙個acceptor必須接受它收到的第乙個提案

乙個提案被選定需要被半數以上的acceptor接受

如果某個value為v的提案被選定了,那麼每個編號更高的被acceptor接受的提案的value必須是v

如果某個value為v的提案被選定,那麼之後任何proposer提出的編號更高的提案的value必須是v

對於任意的mn和vn,如果提案[mn,vn]被提出,那麼肯定存在乙個由半數以上的acceptor組成的集合s,滿足一下兩個條件中的任意乙個:

要麼s中每個acceptor都沒有接受過編號小於mn的提案(之前沒有接受提案)

要麼s中所有acceptor批准的所有編號小於mn的提案中,編號最大的那個提案的value值為vn。

如果acceptor沒有接受過提案,有提案就接受最先到達的提案

proposer提交提案的時候,如果acceptor已經接受過提案,提交的提案的value必須和上次一樣不變

如果acceptor接受提案時,要求填的編號不能比上次的提案編號小,如果編號小,會忽略。提交提案的值,acceptor接收時候,value必須和上次接收的value一樣。

總結:如果acceptor沒有接受過提案,有提案就接受最先到達的提案。

proposer提交提案的時候,如果acceptor已經接受過提案,提交的提案的value必須和上次一樣不變

如果acceptor接受提案時,要求提案的編號不能比上次的提案編號小,如果編號小則忽略。提交提案的值,acceptor接收的時候,value也必須上次接受的value一樣。

提案的生成規則及接收

提案者給決策者傳送prepare請求,提案者建立乙個編號為n的提案傳送給多數派決策者,今後不會再接收比n小的數,然後多數派響應乙個v或者null給提案者,提案者發現沒有對應的提案,然後需要建立自己的value, 然後傳送accept請求,編號為n,值為value([n,v]),如果此時決策者的編號出現大於n,則返回null或者error等資訊,使提案者重新增加編號的值,繼續傳送prepare請求,如果編號是n則直接響應回來。

learner學習方式

acceptor接收了乙個提案,就將該提案傳送給leaner

優點:learner能快速獲取被選定的value

缺點:通訊次數為(m*n)

acceptor接收了乙個提案,將該提案傳送給主learner,主learner在通知其他learner

優點:通訊次數減少(m+n+1)

缺點:單點問題(主learner可能出現故障)

acceptor接收了乙個提案,將該提案傳送給learner集合,learner集合再通知其他learner

優點:集合中learner個數越多,可靠性越好

缺點:網路通訊複雜度搞。

paxos演算法活性

上圖失去活性的問題可以通過選出乙個主proposer,都通過主proposer去傳送提案

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