26、异步分布式检查点：定义、算法与特性

异步分布式检查点：定义、算法与特性

在分布式计算领域，检查点机制对于系统的容错和恢复至关重要。本文将深入探讨异步分布式检查点的相关概念、一致性条件以及确保无 z 循环的检查点算法。

1. 定义与主要定理

首先，我们来明确一些关键定义。假设有一个分布式计算过程，其中包含多个进程，每个进程会在不同时刻创建本地检查点。如果存在一个由最多 q 条消息组成的之字形路径连接两个本地检查点，那么这两个本地检查点不能属于同一个一致的全局检查点。下面我们通过归纳法来证明当之字形路径由 q + 1 条消息组成时，连接的两个本地检查点也不能属于同一个一致的全局检查点。

证明思路（反证法） ：
假设存在一个包含 c1 和 c2 的一致全局检查点 Σ，且 c1 和 c2 由 q + 1 条消息的之字形路径连接。设 c3 是接收消息 mq 之前的本地检查点，对应的接收进程为 pj。根据归纳假设，c1 和 c3 不能属于同一个一致全局检查点，且对于 pj 上出现在 c3 之后的任何 c′3，c1 和 c′3 也不能属于同一个一致全局检查点。为了使 c1 和 c2 属于同一个一致全局检查点 Σ，Σ 必须包含 pj 上先于 c3 的本地检查点。但根据之字形路径的定义，消息 mq + 1 必然是在 pj 上紧接 c3 之前的本地检查点之后发送的。这意味着 pj 上任何因果先于 c3 的本地检查点也因果先于 c2，所以 c2 不能与任何先于 c3 的本地检查点组合形成一致全局检查点，从而证明了定理。

由此可得，一个全局检查点是一致的，当且仅当它的本地检查点之间不存在 z 依赖。

无用检查点 ：