分布式算法2 -- Paxos算法

• 问题描述
  当Client向分布式服务端发送一系列消息时，各个节点之间是相互通信的，但是由于网络等问题，各个服务器收到的消息顺序有可能不一致。
  eg:
  
  发送的指令顺序是A1、A2、A3。网络问题等，最后变成A2、A1、A3.那么这个时候就造成数据混乱，在分布式环境下很难像单机处理同步问题这么简单。Paxos就是解决这个难点。

• 原理
  在分布式环境前加入一个FIFO的队列来接收所有的指令。然后所有的服务器节点全部按照这个队列里的序号进行执行，那么问题来了。如果这个队列down掉或者不堪重负怎么办？允许各个client互不影响的情况下，向服务器发送指令。
  大家全部按照选举的方式达成一致， 选举一般是得票者最多的获胜。

• Paxos选举算法
  1） 当尝试提交指令者被拒绝时（说明它的指令占有序列不是最高的），它会重新以一个更好的序列参与选举。通过各个提交者不断的参加选举，达到大家公认的一个序列。那么这个序列就是胜出者。
  优点:允许各个角色在各个队列中的失败和重复执行，保证在错误发生时仍然得到一致的结果。

• 场景
  只要是多个过程要达成某种一直的都可以使用Paxos。
  1) 一台机器中多个线程或者进程达成一致
  2） 分布式文件系统或分布式数据，多个客户端并发读写数据
  3）分布式存储中多个副本响应读写请求的一致性。

  eg：执法者在讨论大厅通过法律表达，并通过服务员传递纸条方式交流，每个执法者将通过的法律记录在自己账目上，服务员或者执行者有可能会离开大厅，也不会影响到正常进行的。
  大厅-》分布式系统
  执法者-》节点或进程
  服务员传递纸条-》消息传递
  法律-》保证一致性的值
  执法者和服务员的进出-》节点或进程的加入或失败
  执法者的账目-》节点中的持久化存储设置
  原理：
  每次投票的一群执法人（进程客户端）为法定人数，当法定人数中的所有执法人都咋成这个投票成功就通过。
  投票编号：大小代表选举发起的先后顺序。

• Paxos 实现
  最有名的就是google chubby，libpaxos，zookeeper。
  可以查看书： Paxos在大型系统中常见的应用场景
  naming service 是paxos最广泛的领域，可参考zookeeper。

下面以客户端调用服务器为场景

http://iunknown.iteye.com/blog/2246484

• 背景介绍

• 两个客户端先后调用

  当Client1想执行A，clientB想执行B。顺序是A->B。没有外部因素。