7、分布式系统中的消息传递、并发与状态管理

分布式系统中的消息传递、并发与状态管理

1. 逻辑时钟与事件排序

逻辑时钟在分布式系统中用于标记事件的发生顺序，但它并不能对所有事件进行全局排序。例如，在一个包含三个进程（p1、p2、p3）的系统中，无法确定某些初始事件（如e1 1、e1 2、e1 3）的顺序。不过，通信事件可以让不同进程协调它们的逻辑时钟，像进程p2会因为消息m2携带的逻辑时钟信息，将事件e3 2标记为6。

逻辑时钟还缺乏间隙检测的重要属性。给定两个事件e和e′及其逻辑时钟值LC(e)和LC(e′)，无法确定是否存在事件e′′使得LC(e) < LC(e′′) < LC(e′)。比如在进程p1中，事件e4 1处于e3 1和e5 1之间，但在进程p3中，事件e3 3和e4 3虽然逻辑时钟值差距较大，却是连续的。

2. 消息传递规则

• 消息接收与传递的区别 ：消息接收和消息传递是两个不同的操作。接收消息后，需要依据传递规则决定何时将消息实际传递给目标进程。只有在接收到消息后才能进行传递，即receive(m) → deliver(m)。
• FIFO传递 ：先进先出（FIFO）传递要求消息按照发送的顺序进行传递。对于每对源 - 目标进程(pi, pj)，若sendi(m) → sendi(m′)，则deliverj(m) → deliverj(m′)。即使通信通道不能保证FIFO传递，也可以通过为每个发送的消息附加序列号来强制实现。
• 因果传递 ：因果传递是FIFO传递的扩展，当一个进程从不同源接收消息时适用。假设