数据库SQL(十二):分布式锁服务Chubby
文章目录
- 一、概念
- 二、用途
- 三、体系结构
- 四、文件结构
- 五、访问接口
- 六、一致性
一、概念
提供存储服务并为其他基础设施(GFS和Bigtable) 提供协调服务
- GFS使用Chubby选取master服务器,Bigtable使用chubby指定master服务器并发现、控制相关的子表服务器。
提供粗粒度的分布式锁
- Advisory lock,不是mandatory lock
- 锁持有时间可以长达几天
提供一个文件系统,为小文件提供可靠存储,补充GFS提供的服务做Google内部的名字服务
核心服务:提供分布式共识解决方案
- 其他服务从这一服务衍生
通常一个数据中心运行一个chubbycell (服务实例)
二、用途
Google没有直接实现包含Paxos算法的函数库来保持数据一致性,而是设计实现了锁服务Chubby
- 单独的锁服务可以保证原有系统架构不发生改变
- 避免应大量系统组件之间的事件通信导致的系统性能下降
➢系统中很多事件的发生需要告知其它用户和服务器,使用基于文件系统的锁服务可以将变动写入文件,从而需要了解变动的用户和服务器直接访问文件, - 相比一致性算法,基于锁的开发接口容易被开发者接受
- 单独的锁服务使用一台服务器可以保证高可用性
➢实现chubby服务采用多台服务器实现高可用性,而外部用户则需一台服务器保证高可用性 - Chubby采用建议性锁而不是强制性锁
➢当用户访问拥有锁的文件时,强制性锁阻止访问,而建议性锁不会阻止。
三、体系结构
两个部分: client和server, 通过RPC通信
- 客户端每个客户有一个Chubby library,客户端应用调用这个库中的函数
- 服务端称作Chubbycell,通常由5个副本组成,其中一个副本被指定为主副本(master),并且一段时间只有一个master。
➢这段时间成为master lease
每个副本维护一个小型数据库,管理Chubby命名空间中的实体,即目录和锁
数据库的一致性使用底层的共识协议、(Paxos算法)实现
基于操作日志
支持创建快照snapshots (在给定时间点上完整的系统状态)
四、文件结构
Chubby提供基于文件系统的抽象,每一个数据对象是一个文件,文件组织成层次的命名空间,采用目录结构,所有操作在文件的基础上完成
Chubby的名字空间结构类似于文件系统,这样就使得可以为应用提供特定的API,也可以使用他文件系统的接口,例如GFS
文件系统与Unix文件系统类似,文件名形式: /s/chubby_ cell/directory_ name/–/file_ name
➢Is指锁服务lock service, 指明是chubby系统的一部分
➢Chubby_ cell 是chubby系统的一个特定实例的名字名字空间由文件和目录组成,统称为node。每个node在一个Chubby cell单元中只有一个名称与之关联。
实现时,文件系统由多个节点组成,分为永久型和临时型,每个节点是一个文件或目录,包含元数据,三个访问控制列表(ACLs):用于控制读、写操作及修改节点的访问控制列表(ACL)。
每个节点的元数据还包含4个严格递增的64位数字,通过它们客户端可以很方便的检测出变化
●实例号
●内容生成号
●锁生成号
●ACL生成号
五、访问接口
六、一致性
- Chubby cell有5个副本,通过选举产生主服务器(主副本),存在一致性问题, 采用Paxos算法
- 客户端所有读写操作由主服务器负责完成,写操作面临数据一致性,采用Paxos算法
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