Paxos master选举--PaxosLease算法

最新推荐文章于 2025-05-30 04:45:00 发布

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#算法 #google #数据库 #网络

本文探讨了在Paxos算法中解决master选举问题的PaxosLease算法，强调了选举过程的安全性，通过lease机制防止多个master共存。算法通过两阶段提交来避免死锁，包括prepare request和propose request阶段，确保在多数派lease为空的情况下才能成功获取lease。

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众所周知，为了避免Paxos算法的活锁问题，必须选举唯一的proposor。偏偏在Paxos原论文中，作者L. Lamport不屑于讨论这个问题，因为选举过程中，即使出现多个master共存，也不影响Paxos算法正确性。另一方面，由著名的Fischer-Lynch-Paterson结论可知，不采取超时机制，任何算法都不能保证在有限时间内选举成功。不过这个结论在这里对我们影响不大，我们只要设计一个实际系统中好使的一个算法就行，而且我们希望保证选举过程的”安全性“，任意时刻不允许多个master共存，理由见这里。

为了满足”安全性“，容易想到lease机制，一个lease，就是一个带expire-time的锁。锁的持有者必须在expire-time之前进行续约（延后expire-time），否则time一到锁就自动释放。这样锁的持有者宕机后不会导致资源长时间被锁住，其次，锁的持有者若由于网络原因续约失败，就必须在expire-time到来之前停止对锁住资源的操作，这样其它主机在expire-time到来后获得锁，就不会和原先的锁持有者同时操作锁住的资源，造成数据被破坏。

回到这里的问题，多台机选举一个master，每一台都可能宕机，这个lease肯定不能只存在一台机上，每台机都是对等的，那所有的机器都得存一份lease，容易设计出如下简单的算法：

参与选举的机器先启动定时器，超时时间T，然后广播一个获取lease请求，附带上自己机器id。
每台机器接收到lease请求后，检查自己的lease状态，若为空或者等于请求机器的id，把lease状态设为此id机器占有，然后也启动定时器，超时时间T（超时时间一到就把lease置空），回复OK。否则回复lease被占用。
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