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2019-11-02 17:33:10 +08:00
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44
notes/分布式.md
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@ -70,7 +70,7 @@ EXPIRE 指令可以为一个键值对设置一个过期时间，从而避免了
Zookeeper 提供了一种树形结构的命名空间，/app1/p_1 节点的父节点为 /app1。
<div align="center"> <img src="pics/aefa8042-15fa-4e8b-9f50-20b282a2c624.png" width="320px"> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/aefa8042-15fa-4e8b-9f50-20b282a2c624.png" width="320px"> </div><br>
### 2. 节点类型
@ -113,7 +113,7 @@ Zookeeper 提供了一种树形结构的命名空间，/app1/p_1 节点的父节
协调者询问参与者事务是否执行成功，参与者发回事务执行结果。
<div align="center"> <img src="pics/44d33643-1004-43a3-b99a-4d688a08d0a1.png" width="550px"> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/44d33643-1004-43a3-b99a-4d688a08d0a1.png" width="550px"> </div><br>
#### 1.2 提交阶段
@ -121,7 +121,7 @@ Zookeeper 提供了一种树形结构的命名空间，/app1/p_1 节点的父节
需要注意的是，在准备阶段，参与者执行了事务，但是还未提交。只有在提交阶段接收到协调者发来的通知后，才进行提交或者回滚。
<div align="center"> <img src="pics/d2ae9932-e2b1-4191-8ee9-e573f36d3895.png" width="550px"> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/d2ae9932-e2b1-4191-8ee9-e573f36d3895.png" width="550px"> </div><br>
### 2. 存在的问题
@ -149,14 +149,14 @@ Zookeeper 提供了一种树形结构的命名空间，/app1/p_1 节点的父节
2. 之后将本地消息表中的消息转发到消息队列中，如果转发成功则将消息从本地消息表中删除，否则继续重新转发。
3. 在分布式事务操作的另一方从消息队列中读取一个消息，并执行消息中的操作。
<div align="center"> <img src="pics/476329d4-e2ef-4f7b-8ac9-a52a6f784600.png" width="740px"> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/476329d4-e2ef-4f7b-8ac9-a52a6f784600.png" width="740px"> </div><br>
# 三、CAP
分布式系统不可能同时满足一致性（C：Consistency）、可用性（A：Availability）和分区容忍性（P：Partition Tolerance），最多只能同时满足其中两项。
<div align="center"> <img src="pics/a14268b3-b937-4ffa-a34a-4cc53071686b.jpg" width="450px"> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/a14268b3-b937-4ffa-a34a-4cc53071686b.jpg" width="450px"> </div><br>
## 一致性
@ -220,7 +220,7 @@ ACID 要求强一致性，通常运用在传统的数据库系统上。而 BASE
- 接受者（Acceptor）：对每个提议进行投票；
- 告知者（Learner）：被告知投票的结果，不参与投票过程。
<div align="center"> <img src="pics/b988877c-0f0a-4593-916d-de2081320628.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/b988877c-0f0a-4593-916d-de2081320628.jpg"/> </div><br>
## 执行过程
@ -230,19 +230,19 @@ ACID 要求强一致性，通常运用在传统的数据库系统上。而 BASE
下图演示了两个 Proposer 和三个 Acceptor 的系统中运行该算法的初始过程，每个 Proposer 都会向所有 Acceptor 发送 Prepare 请求。
<div align="center"> <img src="pics/1a9977e4-2f5c-49a6-aec9-f3027c9f46a7.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/1a9977e4-2f5c-49a6-aec9-f3027c9f46a7.png"/> </div><br>
当 Acceptor 接收到一个 Prepare 请求，包含的提议为 [n1, v1]，并且之前还未接收过 Prepare 请求，那么发送一个 Prepare 响应，设置当前接收到的提议为 [n1, v1]，并且保证以后不会再接受序号小于 n1 的提议。
如下图，Acceptor X 在收到 [n=2, v=8] 的 Prepare 请求时，由于之前没有接收过提议，因此就发送一个 [no previous] 的 Prepare 响应，设置当前接收到的提议为 [n=2, v=8]，并且保证以后不会再接受序号小于 2 的提议。其它的 Acceptor 类似。
<div align="center"> <img src="pics/fb44307f-8e98-4ff7-a918-31dacfa564b4.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/fb44307f-8e98-4ff7-a918-31dacfa564b4.jpg"/> </div><br>
如果 Acceptor 接收到一个 Prepare 请求，包含的提议为 [n2, v2]，并且之前已经接收过提议 [n1, v1]。如果 n1 > n2，那么就丢弃该提议请求；否则，发送 Prepare 响应，该 Prepare 响应包含之前已经接收过的提议 [n1, v1]，设置当前接收到的提议为 [n2, v2]，并且保证以后不会再接受序号小于 n2 的提议。
如下图，Acceptor Z 收到 Proposer A 发来的 [n=2, v=8] 的 Prepare 请求，由于之前已经接收过 [n=4, v=5] 的提议，并且 n > 2，因此就抛弃该提议请求；Acceptor X 收到 Proposer B 发来的 [n=4, v=5] 的 Prepare 请求，因为之前接收到的提议为 [n=2, v=8]，并且 2 <= 4，因此就发送 [n=2, v=8] 的 Prepare 响应，设置当前接收到的提议为 [n=4, v=5]，并且保证以后不会再接受序号小于 4 的提议。Acceptor Y 类似。
<div align="center"> <img src="pics/2bcc58ad-bf7f-485c-89b5-e7cafc211ce2.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/2bcc58ad-bf7f-485c-89b5-e7cafc211ce2.jpg"/> </div><br>
### 2. Accept 阶段
@ -252,13 +252,13 @@ Proposer A 接收到两个 Prepare 响应之后，就发送 [n=2, v=8] Accept
Proposer B 过后也收到了两个 Prepare 响应，因此也开始发送 Accept 请求。需要注意的是，Accept 请求的 v 需要取它收到的最大提议编号对应的 v 值，也就是 8。因此它发送 [n=4, v=8] 的 Accept 请求。
<div align="center"> <img src="pics/9b838aee-0996-44a5-9b0f-3d1e3e2f5100.png"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/9b838aee-0996-44a5-9b0f-3d1e3e2f5100.png"/> </div><br>
### 3. Learn 阶段
Acceptor 接收到 Accept 请求时，如果序号大于等于该 Acceptor 承诺的最小序号，那么就发送 Learn 提议给所有的 Learner。当 Learner 发现有大多数的 Acceptor 接收了某个提议，那么该提议的提议值就被 Paxos 选择出来。
<div align="center"> <img src="pics/bf667594-bb4b-4634-bf9b-0596a45415ba.jpg"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/bf667594-bb4b-4634-bf9b-0596a45415ba.jpg"/> </div><br>
## 约束条件
@ -284,47 +284,47 @@ Raft 也是分布式一致性协议，主要是用来竞选主节点。
- 下图展示一个分布式系统的最初阶段，此时只有 Follower 没有 Leader。Node A 等待一个随机的竞选超时时间之后，没收到 Leader 发来的心跳包，因此进入竞选阶段。
<div align="center"> <img src="pics/111521118015898.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/111521118015898.gif"/> </div><br>
- 此时 Node A 发送投票请求给其它所有节点。
<div align="center"> <img src="pics/111521118445538.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/111521118445538.gif"/> </div><br>
- 其它节点会对请求进行回复，如果超过一半的节点回复了，那么该 Candidate 就会变成 Leader。
<div align="center"> <img src="pics/111521118483039.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/111521118483039.gif"/> </div><br>
- 之后 Leader 会周期性地发送心跳包给 Follower，Follower 接收到心跳包，会重新开始计时。
<div align="center"> <img src="pics/111521118640738.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/111521118640738.gif"/> </div><br>
## 多个 Candidate 竞选
- 如果有多个 Follower 成为 Candidate，并且所获得票数相同，那么就需要重新开始投票。例如下图中 Node B 和 Node D 都获得两票，需要重新开始投票。
<div align="center"> <img src="pics/111521119203347.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/111521119203347.gif"/> </div><br>
- 由于每个节点设置的随机竞选超时时间不同，因此下一次再次出现多个 Candidate 并获得同样票数的概率很低。
<div align="center"> <img src="pics/111521119368714.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/111521119368714.gif"/> </div><br>
## 数据同步
- 来自客户端的修改都会被传入 Leader。注意该修改还未被提交，只是写入日志中。
<div align="center"> <img src="pics/71550414107576.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/71550414107576.gif"/> </div><br>
- Leader 会把修改复制到所有 Follower。
<div align="center"> <img src="pics/91550414131331.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/91550414131331.gif"/> </div><br>
- Leader 会等待大多数的 Follower 也进行了修改，然后才将修改提交。
<div align="center"> <img src="pics/101550414151983.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/101550414151983.gif"/> </div><br>
- 此时 Leader 会通知的所有 Follower 让它们也提交修改，此时所有节点的值达成一致。
<div align="center"> <img src="pics/111550414182638.gif"/> </div><br>
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/111550414182638.gif"/> </div><br>
# 参考
@ -346,4 +346,4 @@ Raft 也是分布式一致性协议，主要是用来竞选主节点。
<div align="center"><img width="320px" src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/githubio/公众号二维码-1.png"></img></div>
<div align="center"><img width="320px" src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/githubio/公众号二维码-2.png"></img></div>