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三个角色：proposers,acceptors,learners

 

提议有两个阶段，proposer向acceptor发出prepare阶段，proposer向acceptor发出accept阶段。

最后learner根据acceptor的状态学习到一致状态。

 

提议包括提议编号n，提议内容v

 

第一阶段a：proposer向所有acceptor广播提议n，

第一阶段b：acceptor承诺proposer不会接收提议编号小于n的提议

第二阶段a：

第二阶段b：acceptor接收提议后，如果提议编号不违反自己的承诺，则接收该提议。

 

阶段一 提议者Proposer：向接受者Acceptor广播预提案，附带接下来提案Proposal的proposal_id 接受者Acceptor：收到预提案后更新a_proposal_id = max(proposal_id,a_proposal_id)

阶段二 提议者Proposer：向接受者Acceptor广播提案，和之前的预提案共享同一个proposal_id 接受者Acceptor：如果收到的提案的proposal_id>= a.proposal_id，那么接受这个提案，更新a_proposal_id = max(proposal_id,a_proposal_id)

 

第二遍：

共识算法的三个安全要求：

1.选择的值必须是被提议过的值

2.所有提议的值中，只选择一个

3.除非一个值被选中过，否则线程不会learn到它

 

三种角色：

proposer，acceptor，learner。每个线程可能扮演多个角色

 

通讯问题（非拜占庭模型，没有恶意错误）：

agents以任意速度通信，有可能因为停止或重启而失败，所以需要每个agents有日志和恢复功能。

消息的传输可能花费任意时间，可能被复制，丢失，但不会出现错误数据。

 

目标问题：对一个值得选择达成共识

1.单点acceptor

2.多个acceptor---》有可能多个proposer在不同acceptor上被接收到的顺序不同，如何达成一致

3.每个acceptor只能接收一个提议，那么必然存在一个多数派接受了同一个提议值，即达成共识

4.在没有失败和消息丢失的情况下，即使只有一个proposer提议了一个值，也要选出一个共识，引入了P1需求：

P1:一个acceptor必须接收它的第一个提议值。

引入了一个问题，多个acceptor同时接收了多个proposer提议的多个值，没有一个值被多数派接收

所以每个acceptor必须被允许接收多个提议。同时为了跟踪一个acceptor可能接受的多个提议，每个提议加上一个序列号，不同提议的序列号不同。如果一个提议被多数acceptor接收，那么这个提议被选中。可以允许多个提议同时被选中，但这些提议的内容必须相同。

P2:如果提议内容v被选中，那么被选中的具有更高序列号的提议，内容必须都是v。

因为想被选中，必须至少被一个acceptor接收，所以P2需求可以转化为P2a需求

P2a：如果提议内容v被选中，那么任何acceptor接收的每个更高序列号的提议都有内容v。

但因为P1，可能存在这样的情况，一个没有接收到任何提议的acceptor c，和一个刚刚睡醒的proposer，后者提议了一个更高序列号的不同值，根据P1，c必须接收它。但这与P2a违背，于是引出了P2b

P2b：如果提议内容v被选中，那么任何proposer提议的任何更高序列号，都必须有提议内容v。

因为一个提议要被acceptor接收前，必须由proposer发出。所以P2b证明了P2a。

为了发现如何满足P2b，假设多个提议【m,v】，希望任何序列号n>m的提议都有值v。

想要序列号m的提议被选中，必须有一个acceptor多数派C，接受了序列号m的提议，所以推导出：

C中每个acceptor都接受了一个序列号在m-n-1的提议并且内容为v。

因为任何包含多数派acceptor的集合S，都与C有至少一个公共成员，我们可以推导出，序列号n的提议内容为v通过保证P2c条件：

P2c：对任何的v，n，如果一个[n,v]提议被发出，那么有一个包含acceptor多数派的集合S，或者S中没有任何一个acceptor接受过小于n的提议，或者v是S集合中序列号小于n的最大序列号提议的提议值。

为了满足P2c，提议者像发出系列号n的提议之前，必须学习小于序列号n的最大序列号提议（已经或将要被acceptor多数派接收的）。学习已经被接受的提议很容易，而预测未来很难。所以让acceptor做出承诺，不接收任何序列号小于n的提议。

 

于是得到以下算法：

1.一个proposer选择提议内容n，发到一个集合中的每个acceptor，要求他回应：

不接收比n序列号更小的提议

如果有的话，返回小于n的最大序列号提议。、

这叫做prepare过程。

2.如果一个提议从多数accetpor中得到请求的响应，那么他就可以发出一个[n,v]的提议，其中，v或者是所有响应中最大序列号的提议内容，或者如果响应中没有任何返回的提议，那么当前proposer选择任意value。

这叫组accept过程。

 

learning a chosen value

必须找到一个提议，被acceptor多数派接收。

第一种方法，每个acceptor接收提议时，都通知所有learner，很快，但效率低

第二种方法，因为非拜占庭错误，所以可以相信其他acceptor接收到的信息。让每个acceptor对应一个learner，需要多一轮时间，在learners之间学习到被选中的值。

 

出现的问题：

两个proposer互相覆盖，构成死锁。互相发送更大的序列号到acceptor上，让acceptor承诺不接收更小的序列号，不断重复phase1操作，无法尽到phase2