41、消息传递的排序约束与算法实现

消息传递的排序约束与算法实现

在分布式系统中，消息的传递顺序对于系统的正确性和一致性至关重要。本文将介绍两种重要的通信抽象：因果消息传递抽象和全序广播抽象，并详细阐述实现这些抽象的算法。

1. 全序广播抽象

全序广播抽象确保所有进程以相同的顺序接收并处理广播消息。下面将从通信图、局部变量、交付条件和算法实现几个方面进行详细介绍。

1.1 通信图

在客户端 - 服务器模型中，客户端之间以及服务器之间不直接通信。客户端仅与服务器通信，服务器仅与客户端通信。通信图是一个二分图，每个客户端和每个服务器之间都有一个通道连接。

1.2 局部变量

• 客户端进程 ：每个客户端进程 $p_i$ 管理一个局部变量 $s_n_i$，初始化为 0。该变量用于为每个广播的应用消息分配一个序列号，每个 $(s_n_i, i)$ 对是一个不同消息的标识。
• 服务器进程 ：每个服务器进程 $q_j$ 管理三个局部变量：
  • $clock_j$：$q_j$ 的本地标量时钟，初始化为 0。
  • $pending_j$：一个集合，初始化为空，包含已接收但尚未交付的应用消息及其相关控制数据。
  • $to_deliverable_j$：一个队列，初始为空，$q_j$ 将下一个要交付的消息存入队列尾部。

1.3 交付条件

$pending_j$ 集合包含形式为 $\langle m, da