租约机制简介

背景和介绍

缓存是计算机里广泛使用的一种技术，对降低读取延迟、网络流量和服务器负载都非常有效，但也带来了一致性(Consistency)的问题。所谓一致就是客户端总能读到最新的数据，使用缓存后有可能服务器端的数据已经被修改，但客户端仍然从缓存中读取陈旧的数据。为了保证一致性，有两种常见的解决办法，第一种是轮询（Polling），即每次读取数据时都先询问服务器数据是不是最新的，如果不是就从服务器传输新数据，这种方法需要每次读取数据时都与服务器通信。另一种方法就是回调（Callback）或者无效化（Invalidation），就是由服务器记住有哪些客户端读取了数据，对数据做修改时首先通知所有这些客户端数据已经失效，这种方法的问题在于服务器需要记住所有读取过数据的客户端，这是很大的负担，更严重的是，一旦有客户端联系不上或者丢失了客户端的信息，修改操作就无法继续。

1989年斯坦福大学的Cary G. Gray和David R. Cheriton提出了利用 租约来维护缓存一致性的方法。所谓租约，其实就是一个合同，即服务器给予客户端在 一定期限内可以 控制修改操作的 权力。如果服务器要修改数据，首先要征求拥有这块数据的租约的客户端的同意，之后才可以修改。客户端从服务器读取数据时往往就同时获取租约，在租约期限 内，如果没有收到服务器的修改请求，就可以保证当前缓存中的内容就是最新的。如果在租约期限内收到了修改数据的请求并且同意了，就需要清空缓存。在租约过 期以后，客户端如果还要从缓存读取数据，就必须重新获取租约，我们称这个操作为“ 续约”。

在租约期限内，客户端可以保证其缓存中的数据是最新的。同时，租约可以容忍各种非拜占庭式失效（机器崩溃、网络分割等）。如果客户