27、分布式系统中的复制、同步与事件排序

分布式系统中的复制、同步与事件排序

在分布式系统中，数据复制和同步是确保系统高效、稳定运行的关键因素。然而，这些操作面临着诸多挑战，如并发控制的高成本和死锁问题，以及消息传递顺序的不确定性。本文将深入探讨多版本并发控制（MVCC）以及事件排序和向量时钟的相关概念。

多版本并发控制（MVCC）

在分布式数据库系统中，基于锁的并发控制在处理复制数据时成本高昂，因为需要对所有服务器进行全局锁管理，而且比单集中式服务器更容易导致死锁。因此，多版本并发控制（MVCC）被广泛应用。

MVCC 事务主要由以下三个阶段组成：
1. 读取阶段 ：为事务创建一个本地副本，事务可以在该副本上进行操作。
2. 验证阶段 ：MVCC 系统检查事务是否允许将其修改应用到全局权威数据集。
3. 写入阶段 ：将修改后的数据复制到全局数据集。

MVCC 的主要优点是每个客户端都能看到数据库中当前值的自己的副本，即数据库始终可以无限制地进行读取访问，这一特性称为非阻塞读取。当事务内部发生写入操作时，在提交时会将客户端版本与数据库系统中的当前版本进行比较。如果客户端版本比数据库版本旧，则说明在此期间发生了其他事务的写入操作。为避免一致性问题，客户端事务必须中止并以新版本重新启动。

然而，MVCC 也存在一些缺点。一方面，为不同客户端维护版本存在存储空间问题，因为需要为访问客户端保留多个数据项副本，并且客户端在交互过程中会产生新版本。另一方面，由于在提交时才进行中止操作，可能会导致事务多次重启。

事件排序和向量时钟