19、深入理解Multi - Paxos、Dynamic Paxos与Cheap Paxos算法

深入理解Multi - Paxos、Dynamic Paxos与Cheap Paxos算法

1. Multi - Paxos算法概述

Multi - Paxos算法是Paxos算法在状态机复制场景中的应用。在客户端 - 服务器系统里，一组服务器副本通过执行客户端发送的请求并返回相应回复，为客户端提供服务。此时，客户端部分承担提议者的角色，而所有服务器副本则作为接受者。服务器副本（接受者）需要达成一致的是客户端请求的全序关系，这通过运行一系列Paxos算法实例来实现，每个实例被分配一个序列号，代表所选请求的全序。

客户端仅部分承担提议者角色，因为它只能提出值（即发送的请求），但没有相应的提案编号。服务器副本中的一个需承担提议者的另一半角色，这个特殊副本被称为协调者、领导者或主副本。主副本本质上就是Paxos算法中的提议者，它负责选择客户端提供的值，并将所选值传播给其他副本（备份副本）。

通常，系统部署初期会指定一个服务器副本为主副本。只有当主副本出现故障或被其他副本怀疑故障时，才会选举新的主副本。只要系统中只有一个主副本，就保证了没有副本会向主副本报告已接受任何提案，主副本可以选择任何值（请求），因此在正常操作时（即只有一个主副本的系统中）可以省略Paxos算法的第一阶段（准备阶段）。新主副本选举需要完整的Paxos算法，且仅在新主副本选举后运行一次。

正常操作时，主副本收到多数副本的P2b消息后即可执行请求。以下是Multi - Paxos正常操作的流程：
- 客户端发送请求。
- 主副本向备份副本发送P2a消息。
- 备份副本回复P2b消息。
- 主副本收到多数P2b消息后执行请求并提交。
- 主副本向客户端发送回复