Paxos是一個基于消息傳遞的一致性算法，近幾年被廣泛應用于分布式計算中，Google的Chubby，Apache的Zookeeper都是基于它的理論來實現(xiàn)的，Paxos還被認為是到目前為止唯一的分布式一致性算法，其它的算法都是Paxos的改進或簡化。Paxos只有在一個可信的計算環(huán)境中才能成立，這個環(huán)境是不會被入侵所破壞的。?

由Leslie Lamport發(fā)明了Paxos算法，他目前供職于微軟研究院。1998年在ACM Transactions on Computer Systems的《The Part-Time Parliament》論文是Paxos算法第一次公開發(fā)表，文本可參考微軟研究院地址：http://research.microsoft.com/en-us/um/people/lamport/pubs/lamport-paxos.pdf。Lamport覺得同行無法接受他的幽默感，于是用容易接受的方法重新表述了一遍，文本可參考微軟研究院地址：http://research.microsoft.com/en-us/um/people/lamport/pubs/paxos-simple.pdf。?

Paxos算法的中文譯本可參考這里：http://zh.wikipedia.org/zh-cn/Paxos%E7%AE%97%E6%B3%95。?

本文部分內(nèi)容根據(jù)http://www.spnguru.com/?p=232的文字整理，但原地址已失效，所以實際是從這個http://blog.csdn.NET/cxhzqhzq/article/details/6568040轉(zhuǎn)帖整理。?

Paxos描述了這樣一個場景，有一個叫做Paxos的小島(Island)上面住了一批居民，島上面所有的事情由一些特殊的人決定，他們叫做議員(Senator)。議員的總數(shù)(Senator Count)是確定的，不能更改。島上每次環(huán)境事務的變更都需要通過一個提議(Proposal)，每個提議都有一個編號(PID)，這個編號是一直增長的，不能倒退。每個提議都需要超過半數(shù)((Senator Count)/2 +1)的議員同意才能生效。每個議員只會同意大于當前編號的提議，包括已生效的和未生效的。如果議員收到小于等于當前編號的提議，他會拒絕，并告知對方：你的提議已經(jīng)有人提過了。這里的當前編號是每個議員在自己記事本上面記錄的編號，他不斷更新這個編號。整個議會不能保證所有議員記事本上的編號總是相同的。現(xiàn)在議會有一個目標：保證所有的議員對于提議都能達成一致的看法。?

現(xiàn)在議會開始運作，所有議員一開始記事本上面記錄的編號都是0。有一個議員發(fā)了一個提議：將電費設定為1元/度。他首先看了一下記事本，嗯，當前提議編號是0，那么我的這個提議的編號就是1，于是他給所有議員發(fā)消息：1號提議，設定電費1元/度。其他議員收到消息以后查了一下記事本，哦，當前提議編號是0，這個提議可接受，于是他記錄下這個提議并回復：我接受你的1號提議，同時他在記事本上記錄：當前提議編號為1。發(fā)起提議的議員收到了超過半數(shù)的回復，立即給所有人發(fā)通知：1號提議生效！收到的議員會修改他的記事本，將1好提議由記錄改成正式的法令，當有人問他電費為多少時，他會查看法令并告訴對方：1元/度。?

現(xiàn)在看沖突的解決：假設總共有三個議員S1-S3，S1和S2同時發(fā)起了一個提議:1號提議，設定電費。S1想設為1元/度, S2想設為2元/度。結(jié)果S3先收到了S1的提議，于是他做了和前面同樣的操作。緊接著他又收到了S2的提議，結(jié)果他一查記事本，咦，這個提議的編號小于等于我的當前編號1，于是他拒絕了這個提議：對不起，這個提議先前提過了。于是S2的提議被拒絕，S1正式發(fā)布了提議: 1號提議生效。S2向S1或者S3打聽并更新了1號法令的內(nèi)容，然后他可以選擇繼續(xù)發(fā)起2號提議。?

現(xiàn)在讓我們來對號入座，看看在ZK Server里面Paxos是如何得以貫徹實施的。?
小島(Island)——ZK Server Cluster?
議員(Senator)——ZK Server?
提議(Proposal)——ZNode Change(Create/Delete/SetData…)?
提議編號(PID)——Zxid(ZooKeeper Transaction Id)?
正式法令——所有ZNode及其數(shù)據(jù)?
在所有議員中設立一個總統(tǒng)，只有總統(tǒng)有權(quán)發(fā)出提議，如果議員有自己的提議，必須發(fā)給總統(tǒng)并由總統(tǒng)來提出。?
總統(tǒng)——ZK Server Leader?

現(xiàn)在我們假設總統(tǒng)已經(jīng)選好了，下面看看ZK Server是怎么實施的。?
情況一：?
屁民甲(Client)到某個議員(ZK Server)那里詢問(Get)某條法令的情況(ZNode的數(shù)據(jù))，議員毫不猶豫的拿出他的記事本(local storage)，查閱法令并告訴他結(jié)果，同時聲明：我的數(shù)據(jù)不一定是最新的。你想要最新的數(shù)據(jù)？沒問題，等著，等我找總統(tǒng)Sync一下再告訴你。?
情況二：?
屁民乙(Client)到某個議員(ZK Server)那里要求政府歸還欠他的一萬元錢，議員讓他在辦公室等著，自己將問題反映給了總統(tǒng)，總統(tǒng)詢問所有議員的意見，多數(shù)議員表示欠屁民的錢一定要還，于是總統(tǒng)發(fā)表聲明，從國庫中拿出一萬元還債，國庫總資產(chǎn)由100萬變成99萬。屁民乙拿到錢回去了(Client函數(shù)返回)。?
情況三：?
總統(tǒng)突然掛了，議員接二連三的發(fā)現(xiàn)聯(lián)系不上總統(tǒng)，于是各自發(fā)表聲明，推選新的總統(tǒng)，總統(tǒng)大選期間政府停業(yè)，拒絕屁民的請求。? Paxos是一個基于消息傳遞的一致性算法，近幾年被廣泛應用于分布式計算中，Google的Chubby，Apache的Zookeeper都是基于它的理論來實現(xiàn)的，Paxos還被認為是到目前為止唯一的分布式一致性算法，其它的算法都是Paxos的改進或簡化。Paxos只有在一個可信的計算環(huán)境中才能成立，這個環(huán)境是不會被入侵所破壞的。?

由Leslie Lamport發(fā)明了Paxos算法，他目前供職于微軟研究院。1998年在ACM Transactions on Computer Systems的《The Part-Time Parliament》論文是Paxos算法第一次公開發(fā)表，文本可參考微軟研究院地址：http://research.microsoft.com/en-us/um/people/lamport/pubs/lamport-paxos.pdf。Lamport覺得同行無法接受他的幽默感，于是用容易接受的方法重新表述了一遍，文本可參考微軟研究院地址：http://research.microsoft.com/en-us/um/people/lamport/pubs/paxos-simple.pdf。?

Paxos算法的中文譯本可參考這里：http://zh.wikipedia.org/zh-cn/Paxos%E7%AE%97%E6%B3%95。?

本文部分內(nèi)容根據(jù)http://www.spnguru.com/?p=232的文字整理，但原地址已失效，所以實際是從這個http://blog.csdn.NET/cxhzqhzq/article/details/6568040轉(zhuǎn)帖整理。?

Paxos描述了這樣一個場景，有一個叫做Paxos的小島(Island)上面住了一批居民，島上面所有的事情由一些特殊的人決定，他們叫做議員(Senator)。議員的總數(shù)(Senator Count)是確定的，不能更改。島上每次環(huán)境事務的變更都需要通過一個提議(Proposal)，每個提議都有一個編號(PID)，這個編號是一直增長的，不能倒退。每個提議都需要超過半數(shù)((Senator Count)/2 +1)的議員同意才能生效。每個議員只會同意大于當前編號的提議，包括已生效的和未生效的。如果議員收到小于等于當前編號的提議，他會拒絕，并告知對方：你的提議已經(jīng)有人提過了。這里的當前編號是每個議員在自己記事本上面記錄的編號，他不斷更新這個編號。整個議會不能保證所有議員記事本上的編號總是相同的。現(xiàn)在議會有一個目標：保證所有的議員對于提議都能達成一致的看法。?

現(xiàn)在議會開始運作，所有議員一開始記事本上面記錄的編號都是0。有一個議員發(fā)了一個提議：將電費設定為1元/度。他首先看了一下記事本，嗯，當前提議編號是0，那么我的這個提議的編號就是1，于是他給所有議員發(fā)消息：1號提議，設定電費1元/度。其他議員收到消息以后查了一下記事本，哦，當前提議編號是0，這個提議可接受，于是他記錄下這個提議并回復：我接受你的1號提議，同時他在記事本上記錄：當前提議編號為1。發(fā)起提議的議員收到了超過半數(shù)的回復，立即給所有人發(fā)通知：1號提議生效！收到的議員會修改他的記事本，將1好提議由記錄改成正式的法令，當有人問他電費為多少時，他會查看法令并告訴對方：1元/度。?

現(xiàn)在看沖突的解決：假設總共有三個議員S1-S3，S1和S2同時發(fā)起了一個提議:1號提議，設定電費。S1想設為1元/度, S2想設為2元/度。結(jié)果S3先收到了S1的提議，于是他做了和前面同樣的操作。緊接著他又收到了S2的提議，結(jié)果他一查記事本，咦，這個提議的編號小于等于我的當前編號1，于是他拒絕了這個提議：對不起，這個提議先前提過了。于是S2的提議被拒絕，S1正式發(fā)布了提議: 1號提議生效。S2向S1或者S3打聽并更新了1號法令的內(nèi)容，然后他可以選擇繼續(xù)發(fā)起2號提議。?

現(xiàn)在讓我們來對號入座，看看在ZK Server里面Paxos是如何得以貫徹實施的。?
小島(Island)——ZK Server Cluster?
議員(Senator)——ZK Server?
提議(Proposal)——ZNode Change(Create/Delete/SetData…)?
提議編號(PID)——Zxid(ZooKeeper Transaction Id)?
正式法令——所有ZNode及其數(shù)據(jù)?
在所有議員中設立一個總統(tǒng)，只有總統(tǒng)有權(quán)發(fā)出提議，如果議員有自己的提議，必須發(fā)給總統(tǒng)并由總統(tǒng)來提出。?
總統(tǒng)——ZK Server Leader?

現(xiàn)在我們假設總統(tǒng)已經(jīng)選好了，下面看看ZK Server是怎么實施的。?
情況一：?
屁民甲(Client)到某個議員(ZK Server)那里詢問(Get)某條法令的情況(ZNode的數(shù)據(jù))，議員毫不猶豫的拿出他的記事本(local storage)，查閱法令并告訴他結(jié)果，同時聲明：我的數(shù)據(jù)不一定是最新的。你想要最新的數(shù)據(jù)？沒問題，等著，等我找總統(tǒng)Sync一下再告訴你。?
情況二：?
屁民乙(Client)到某個議員(ZK Server)那里要求政府歸還欠他的一萬元錢，議員讓他在辦公室等著，自己將問題反映給了總統(tǒng)，總統(tǒng)詢問所有議員的意見，多數(shù)議員表示欠屁民的錢一定要還，于是總統(tǒng)發(fā)表聲明，從國庫中拿出一萬元還債，國庫總資產(chǎn)由100萬變成99萬。屁民乙拿到錢回去了(Client函數(shù)返回)。?
情況三：?
總統(tǒng)突然掛了，議員接二連三的發(fā)現(xiàn)聯(lián)系不上總統(tǒng)，于是各自發(fā)表聲明，推選新的總統(tǒng)，總統(tǒng)大選期間政府停業(yè)，拒絕屁民的請求。?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Zookeeper的Paxos分布式一致性算法-类比的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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