14、分布式系统中的强最终一致性：原理与实现

分布式系统中的强最终一致性：原理与实现

1. 网络分区与一致性选择

在网络分区期间，系统难以同时保证一致性和可用性，我们往往需要做出选择。当无法期望分布式系统中的不同节点始终保持相同状态时，我们需要思考如何实现系统的有效运行。

2. 一致性的类型

• 强一致性的问题 ：依赖共识算法会带来较大的开销，例如节点可能需要选举主节点来做最终决策，这会引入瓶颈；或者运行像 Paxos 这样复杂的算法来通过多数决策确定最终状态。
• 强最终一致性 ：由 Shapiro 和 Preguiça 提出，它承诺所有节点在收到相同更新后会达到相同状态，且节点在收到更新后无需相互通信来达成共识和解决冲突。

3. 基于消息中继系统的强最终一致性

• 系统结构 ：分布式系统由通过网络连接的节点组成。除非网络分区，任意节点之间都存在路径，这些路径可能经过多个中间节点。部分节点从网络外部接收新信息，将其处理成消息后在网络中传递给相邻节点，相邻节点处理后再转发给其相邻节点。每个节点运行算法来决定何时转发消息以及转发给谁，该算法保证最终每个节点都会收到所有消息。
• 节点状态与消息处理 ：节点处理消息时会从一个状态过渡到另一个状态，消息可看作一个函数，以起始状态为输入，产生结果状态为输出。若所有节点在看到所有消息后达到相同状态，则系统具有强最终一致性。要实现这一点，节点对消息的处理需满足两个特性：