48、分布式系统中的全局快照、稳定属性与网络资源分配

分布式系统中的全局快照、稳定属性与网络资源分配

1. 全局快照与稳定属性

1.1 死锁检测

死锁在全局状态下表现为两个或多个进程形成一个循环，每个进程等待循环中的下一个进程，且循环中没有消息从任何进程发送到其前一个进程。死锁是一种稳定属性，一旦形成循环模式，循环中的进程就无法再执行本地控制步骤。

检测死锁的通用策略是先获取全局快照，然后确定返回的全局状态中是否存在死锁。可以通过以下两种方式进行判断：
- 将信息收集到单个进程并执行顺序循环检测算法（如深度优先搜索）。
- 使用分布式循环检测算法对快照结果进行操作。

这种策略能确保只检测到真正的死锁，并且如果重复执行快照操作，最终能检测到任何发生的死锁。

1.2 相关算法及研究

• Dijkstra - Scholten 算法 ：由 Dijkstra 和 Scholten 发明，Francez 和 Shavit 对其进行了推广，允许活动在多个位置开始。
• Chandy - Lamport 一致全局快照算法 ：由 Chandy 和 Lamport 提出，用于检测稳定属性，该算法源于 Lamport 早期关于逻辑时间的工作。
• Fischer、Griffeth 和 Lynch 算法 ：专为基于事务的系统设计的一致全局快照算法。

1.3 练习题

以下是一些相关的练习题，涵盖了算法行为差异分析、复杂度分析、算法设计等方面：