一致性算法之paxos(帕克索斯)算法

1：帕克索斯算法 paxos ：

参考文档：分布式系列文章——Paxos算法原理与推导 - lzslbd - 博客园

问题产生的背景：

分布式系统出现节点宕机或者网络异常，导致消息延迟、丢失、乱序等情况。该算法就是需要保证，不论啥情况数据都要一致。

相关概念：

三中角色：

Proposer：方案提出者，暂定方案就是某一个类目的值，比如age=11

Acceptor：方案接受者，（假设3个角色都接受）那么暂定认为这个值就是11了

Learners：接受者告诉学习者哪个被接受，learners就认为被接受了

一个进程能充当多个角色。

安全性：

1：只有被提出的value才能被选定

2：有且只有一个value被选定

3：如果某个进程认为value被选定了，那他就必须是真的被选定的那个。

为了保证高可用，acceptor必须有多个

多个proposer只有一个提出者，提出一个方案。一个acceptor只能接收他收到的第一个提案。

这样假设还是有多个方案出现，那就会有下面问题，

所以现在规定超过半数以上的接受才能被选定。这样就必须要让每一个acceptor能接收不同的方案。不然如上图，各接收一个，就不满足半数以上的条件，导致没有提案被选中。

所以提案=value是不合理的，现在进行调整

提案都按照提出顺序加上编号，= 编号+value

假设value=11的被选定了，那么每个value对应编号更大的应该也要是11

提案是被acceptor接受的，所以新的约束如下：

假定value=11被选定，比如他对应的编号是10，那么11以后编号的提案被acceptor结受，应该value也必须是1

特殊情况：

1-4 acceptor（超过半数）接受了 2，12，但是acceptor5宕机重启后接收到一个新的方案（1-4当时还没有这个，5宕机也没有接收到前面的），

第一个接收的提案是3，11，按照约P1：acceptor必须接受他收到的第一个提案，并且11的编号3》2，所以5认为该提案被选定，1-4认为2提案被选定。

这样出现不一致，并且编号最高的value也不是11.

所以只要保证：某个提案已经被acceptor选定后，proposer提出的编号更高的方案的value也是和选定的value一致

怎么保证那：

对于任意的n和v被提出，那么存在一个半数以上的acceptor集合满足以下两个条件中的任意一个：

集合中的acceptor都没有接收过编号小于n的提案

集合中的acceptor接收过最大编号的提案的value=v

最终总结：

一：proposer生成提案：

为了满足：某个提案已经被acceptor选定后，proposer提出的编号更高的方案的value也是和选定的value一致，proposer再生成提案前，要先去学习。存在已选定的，就按照已选定的value,不存在才自己来决定。

这样就满足了proposer的一致性。

提案生成算法：

1：（prepare请求）按照顺序选定编号n，给acceptor发送请求，告诉acceptor

a：不再接受任何编号小于n的提案

b：如果已经接受过提案，那么就返回已经接受过的编号小于n的最大编号方案

2：（accept请求）如果proposer接受了半数上的acceptor的响应，那就可以生成提案，n,v（v要么自己决定，要么取已选定的最大编号的v），生成后发送给acceotor集合

二：acceptor接受提案：

一个acceptor只要尚未响应任何编号大于n的Prepare请求，那么他就可以结受编号为n的提案。

所以acceptor要记住两点：1：已接受的最大编号的提案 2：已响应的请求的最大编号

paxos算法描述：

阶段1：

proposer选着一个编号的提案，开始向半数以上的acceptor发送请求

acceptor收到编号为n的请求，如果之前接受的最大编号的value请求小于n，则就把接受过的最大编号响应proposer，让proposer取这个value,同时acceptor不再接受编号小于n的任何提案，否则可以不响应或者响应一个error

阶段2：

如果超过半数的acceptor响应了编号为n的请求，proposer就会发出一个针对n,v提案的accept请求给半数以上的acceptor。v是收到响应中最大编号对应的v,如果没有就按照proposer自定义的。

如果acceptor收到一个编号为n的请求，只要没有对编号大于n的请求做出过响应，就接受这个提案。

Learner学校被选定的value

三种方案：

如何保证Paxos算法的灵活性：

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