文档章节

图解 Paxos 一致性协议

openthings
 openthings
发布于 02/02 10:32
字数 1026
阅读 37
收藏 1

参考:

前言

Paxos 一致性协议可以说是一致性协议研究的起点,也以难以理解闻名。其实协议本身并没有多难理解,它的难理解性主要体现在:为何如此设计协议以及如何证明其正确性。本文尝试通过流程图来说明协议的内容以及基本应用过程,不涉及如何证明其正确性。

基本概念

Paxos 可以分为两种:

  • Single-Decree Paxos:决策单个 Value
  • Multi-Paxos:连续决策多个 Value,并且保证每个节点上的顺序完全一致,多 Paxos 往往是同事运行多个单 Paxos 协议共同执行的结果。

本文只关注单 Paxos 的原理,理解了单 Paxos,多 Paxos 也就不难理解了。

Paxos 协议中的三种角色

  • 倡议者(Proposer):倡议者可以提出提议(数值或者操作命令)以供投票表决
  • 接受者(Acceptor):接受者可以对倡议者提出的提议进行投票表决,提议有超半数的接受者投票即被选中
  • 学习者(Learner):学习者无投票权,只是从接受者那里获知哪个提议被选中

在协议中,每个节点可以同时扮演以上多个角色。

Paxos 的特点

  • 一个或多个节点可以提出提议
  • 系统必须针对所有提案中的某个提案达成一致(超过半数的接受者选中)
  • 最多只能对一个确定的提议达成一致
  • 只要超半数的节点存活且可互相通信,整个系统一定能达成一致状态,即选择一个确定的提议

协议图示

PaxosPaxos
通过上面的流程,如果有多个节点同时提出各自的提议,Paxos 就可以保证从中选出一个唯一确定的值,保证分布式系统的一致性。

实例

下面我们通过例子来理解 Paxos 的实际应用过程。

假设现在有五个节点的分布式系统,此时 A 节点打算提议 X 值,E 节点打算提议 Y 值,其他节点没有提议。
Paxos-1Paxos-1

假设现在 A 节点广播它的提议(也会发送给自己),由于网络延迟的原因,只有 A,B,C 节点收到了。注意即使 A,E 节点的提议同时到达某个节点,它也必然有个先后处理的顺序,这里的“同时”不是真正意义上的“同时”。
Paxos-2Paxos-2

A,B,C接收提议之后,由于这是第一个它们接收到的提议,acceptedProposal 和 acceptedValue 都为空。
Paxos-3Paxos-3

由于 A 节点已经收到超半数的节点响应,且返回的 acceptedValue 都为空,也就是说它可以用 X 作为提议的值来发生 Accept 请求,A,B,C接收到请求之后,将 acceptedValue 更新为 X。
Paxos-4Paxos-4

A,B,C 会发生 minProposal 给 A,A 检查发现没有大于 1 的 minProposal 出现,此时 X 已经被选中。等等,我们是不是忘了D,E节点?它们的 acceptedValue 并不是 X,系统还处于不一致状态。至此,Paxos 过程还没有结束,我们继续看。
Paxos-5Paxos-5

此时 E 节点选择 Proposal ID 为 2 发送 Prepare 请求,结果就和上面不一样了,因为 C 节点已经接受了 A 节点的提议,它不会三心二意,所以就告诉 E 节点它的选择,E 节点也很绅士,既然 C 选择了 A 的提议,那我也选它吧。于是,E 发起 Accept 请求,使用 X 作为提议值,至此,整个分布式系统达成了一致,大家都选择了 X。
Paxos-6Paxos-6

上面是 Paxos 的一个简单应用过程,其他复杂的场景也可以根据流程图慢慢推导,这里只是抛砖引玉。

本文转载自:http://blog.xiaohansong.com/2016/09/30/Paxos/

共有 人打赏支持
openthings
粉丝 261
博文 972
码字总数 514168
作品 1
东城
架构师
图解分布式一致性协议Paxos

Paxos协议/算法是分布式系统中比较重要的协议,它有多重要呢? <分布式系统的事务处理>: Google Chubby的作者Mike Burrows说过这个世界上只有一种一致性算法,那就是Paxos,其它的算法都是残...

wangdy
2016/06/22
15
0
从分布式一致性到共识机制(一)Paxos算法

从分布式系统的CAP理论出发,关注分布式一致性,以及区块链的共识问题及解决。 区块链首先是一个大规模分布式系统,共识问题本质就是分布式系统的一致性问题,但是又有很大的不同。 工程开发...

邴越
03/25
0
0
博客阅读整理一

(部分文章是系列文章,可在原文博客查找) Java ClassLoader, JavaAgent, Aspectj Weaving一站式扫盲帖:主要总结了ClassLoader、java代理、反射相关的知识点 jdbc实现篇-源码:介绍了jdbc的源...

oO脾气不坏Oo
2015/10/17
80
0
Paxos算法浅析

前言 在文章2PC/3PC到底是啥中介绍了2PC这种一致性协议,从文中了解到2PC更多的被用在了状态一致性上(分布式事务),在数据一致性中很少被使用;而Paxos正是在数据一致性中被广泛使用,在过去...

ksfzhaohui
2016/12/17
3.1K
1
ZAB协议和Paxos算法

前言 在上一篇文章Paxos算法浅析中主要介绍了Paxos一致性算法应用的场景,以及对协议本身的介绍;Google Chubby是一个分布式锁服务,其底层一致性实现就是以Paxos算法为基础的;但这篇文件并...

ksfzhaohui
2016/12/27
1K
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

arts-week10

Algorithm 905. Sort Array By Parity - LeetCode Review Who’s Afraid of the Big Bad Preloader? 一文读懂前端缓存 一个网络请求3个步骤:请求,处理,响应,而前端缓存主要在请求处响应这两步...

yysue
今天
0
0
00.编译OpenJDK-8u40的整个过程

前言 历经2天的折腾总算把OpenJDK给编译成功了,要说为啥搞这个,还得从面试说起,最近出去面试经常被问到JVM的相关东西,总感觉自己以前学的太浅薄,所以回来就打算深入学习,目标把《深入理...

凌晨一点
今天
5
0
python: 一些关于元组的碎碎念

初始化元组的时候,尤其是元组里面只有一个元素的时候,会出现一些很蛋疼的情况: def checkContentAndType(obj): print(obj) print(type(obj))if __name__=="__main__": tu...

Oh_really
昨天
6
2
jvm crash分析工具

介绍一款非常好用的jvm crash分析工具,当jvm挂掉时,会产生hs_err_pid.log。里面记录了jvm当时的运行状态以及错误信息,但是内容量比较庞大,不好分析。所以我们要借助工具来帮我们。 Cras...

xpbob
昨天
129
0
Qt编写自定义控件属性设计器

以前做.NET开发中,.NET直接就集成了属性设计器,VS不愧是宇宙第一IDE,你能够想到的都给你封装好了,用起来不要太爽!因为项目需要自从全面转Qt开发已经6年有余,在工业控制领域,有一些应用...

飞扬青云
昨天
6
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部