36、分布式系统中的顺序广播、一致性与原子提交

分布式系统中的顺序广播、一致性与原子提交

在分布式系统中，操作的顺序、节点间的一致性以及事务的原子提交是至关重要的问题。本文将深入探讨总顺序广播、线性化存储与一致性之间的关系，以及原子提交问题和常见的解决方案。

1. 总顺序广播

1.1 基本概念

“原子广播”这一术语虽传统，但易引起混淆，它与ACID事务中的原子性并无关联，仅与多线程编程中的原子操作或原子寄存器有间接联系，“总顺序多播”是其同义词。

在单CPU核心系统中，操作的总顺序很容易定义，即CPU执行操作的顺序。但在分布式系统中，让所有节点就操作的总顺序达成一致则颇具挑战。总顺序广播通常被描述为节点间交换消息的协议，需满足两个安全属性：
- 可靠传递 ：消息不会丢失，若消息传递到一个节点，它将传递到所有节点。
- 总顺序传递 ：消息以相同顺序传递到每个节点。

1.2 总顺序广播的应用

• 数据库复制 ：每个消息代表对数据库的写入，所有副本以相同顺序处理相同的写入，可确保副本之间的一致性，这就是状态机复制的原理。
• 可串行化事务 ：每个消息代表一个作为存储过程执行的确定性事务，所有节点以相同顺序处理这些消息，可保持数据库分区和副本之间的一致性。
• 创建日志 ：传递消息就像追加到日志，所有节点按相同顺序传递相同的消息，都能读取到相同的消息序列。
• 实现锁服务 <