13、云环境中的并发与负载均衡技术解析

云环境中的并发与负载均衡技术解析

1. 分布式共识算法 Paxos 原理

Paxos 算法是分布式系统中实现共识的重要算法，其工作分为多个阶段。

提议承诺阶段

• 接受者（Acceptor）需记录其曾接受的最高编号提议以及曾响应的最高编号提议。
• 接受者只有在未响应过编号大于 k 的准备请求时，才能接受编号为 pn = k 的提议；若已响应过编号大于 k 的准备请求，则不应再回复。丢失的消息被视为接受者选择不响应。

第二阶段

• 接受请求 ：若多数接受者响应，提议者（Proposer）按以下规则选择提议的值 v：
  • 从所有响应中选取最高编号提议的值 v。
  • 若没有提议者发出提议，则选择任意值。
  • 提议者向一组接受者发送包含 (pn = k, v) 的接受请求消息。
• 接受 ：接受者收到编号为 pn = k 的接受消息时，仅当未承诺考虑编号大于 k 的提议时才接受该提议。接受提议后，应记录值 v，并向提议者和每个学习者（Learner）发送接受消息；若不接受，则忽略该请求。

该算法的正确性依赖于以下重要属性：
- 提议编号唯一。
- 任意两组接受者至少有一个共同的接受者。
- 算法第二阶段发出的值是第一阶段所有响应中编号最高的提议的值。

Paxos 算法定义了三个安全属性：
| 属性