1.分散式系統

定義

特點

• 併發性：在沒有協同的情況下，元件各自行事。
• 沒有全域性時鐘：目前的時間同步精度不夠。
• 故障無處不在：總是會發生各種各樣的故障。

2.Paxos演算法解決的問題

是分散式系統如何對一個問題達成共識。

3.Paxos演算法中的角色

從提案到表決流程涉及到三個角色：

• Proposer：提案者，可能有多個，它門負責提出提案。
• Acceptor：接受人，一定要有多個，它們對指定提案進行表決，同意則接受提案，不同意則拒絕。
• Learner：學習人，收集每位Acceptor接受的提案，並根據少數服從多數的原則，形成最終提案。

實際上，分散式系統中一個元件可以對應一種或多種角色。

4.Paxos演算法描述

• 第一階段（Prepare階段）
  

Proposer：

• • 選取提案編號n，並向大多數Acceptor傳送攜帶編號n的prepare請求。

Acceptor：

• • 如果收到的提案編號n比自己已經收到的編號都要大，則向Proposer承諾不再接收編號小於n的提案，如果之前接受過提案，則同時將接受的提案中編號最大的提案及其編號發給Proposer。
  • 如果收到的提案編號n小於自己已經收到提案編號的最大值，則拒絕。
• 第二階段（Accept階段）
  

Proposer：

• • 首先，對接收到響應，逐條處理：
    • 如果接收到拒絕，則暫不處理。
    • 如果接收到同意，同時還接收到Acceptor已經接受的提案，則記下該提案及編號。
  • 處理完響應後，統計拒絕和同意個數：
    • 如果大多數拒絕，則準備下次提案。
    • 如果大多數同意，從這些Acceptor已經接受的提案中選取提案編號最大的提案作為自己的提案，沒有則使用自己的提案，逐個向Acceptor傳送Accept訊息。

Acceptor：

• • 如果收到的提案編號n小於自己已經收到最大提案編號，則拒絕。
  • 如果收到的提案編號n等於自己已經收到最大提案編號，則接受該提案。
  • 如果收到的提案編號n大於自己已經收到最大提案編號，則拒絕。
• 形成共識（與Prepare&Accept階段並行）
  

Acceptor：

• • 每當接受一個提案，則將該提案及編號發給Learner。

Learner：

• • 記錄每一個Acceptor當前接受的提案，一個Acceptor先後發來多個提案，則保留編號最大的提案。
  • 統計每個提案被接受的Acceptor個數，如果超過半數，則形成共識。

5.Paxos流程圖例

5.1 一個提案從提出到接受的流程

• Proposer1提案的Prepare階段（如下圖）
  

• Proposer1提案的Accept階段（如下圖）
  

5.2 在兩個階段之間發起的新提案接受流程

• Proposer2提案的prepare階段
  

• Proposer2提案的Accept階段
  

5.3 在Accept階段發起的新提案接受流程

• Proposer1提案的Prepare階段（如下圖）
  

• 在Proposer1的Accept階段Proposer2提案的Prepare階段
  

• Proposer2提案的Accept階段
  

5.4 在Accept階段向大多數Acceptor發起的新提案接受流程

• Proposer1提案的Prepare階段（如下圖）
  

• 在Proposer1的Accept階段Proposer2向大多數Acceptor提案的Prepare階段
  

• Proposer2提案的Accept階段
  

• Proposer1重新提案的Prepare階段