分布式系统一致性

常见的一致性方案

一致性算法

1 Paxos

1.1 Paxos 集群角色

• Proposer - 提出议案
• Acceptor - 参与角色
• Learner - 不参与提案, 接收已通过提案

1.2 提案选定流程

Prepare 阶段

• Proposer 选择一个提案编号 M，向超过半数的 Acceptor 成员发送prepare 请求
• Acceptor 接收到prepare 请求，M > N (该 Acceptor 中已响应的所有 prepare 请求的最大编号 N），则将最大的N 响应给 Proposer ,并承诺不再接收小于M 的提案

Accept 阶段

• Proposer 接收到超过半数 Acceptor 对于 M 的 prepare 请求的响应，则发送 [M，V] 提案 Accept 请求给 Acceptor ，V 是 Acceptor 接收到响应编号中最大的 编号对应value。
• Acceptor 接收到 Accept 请求，只要该Acceptor 没有同意过 > M 编号的提案，就通过这个提案;

Learn 阶段

• Proposer 将通过的提案 同步给 Learner

Paxos协议-提案选定流程

总结:Paxos协议的容错性很好，只要有超过半数的节点可用，整个集群就可以自己进行Leader选举，

2 Raft 协议

2.1 Raft 集群角色

• Leader
• Follower
• Candidate - 候选者

2.2 Leader 选举阶段

• 初始化阶段 所有节点都是 follower 节点
• follower 节点设置 currentIndex = 1, 设置状态为 Candidate、给自己投票、并向其他节点发送投票请求;
  • 赢得选举
  • 其他leader
  • 选举超时

算法流程:

• A_currentIndex > B_currentIndex = 承认A leader , B follower
• 如果 两个Candidate得票一样多, 重选

2.3 数据复制

• leader 接收写 entry 请求
• entry 发送给所有 follower ，半数 follower 回复 ok，则返回给客户端成功，并把commitindex 设置为 该entry 的index，满足 一致性.