zookeeper学习特别篇三：zookeeper一致性协议--paxos算法

paxos算法

Paxos算法是Leslie Lamport 1990年提出的一种一致性算法，该算法是一种提高分布式系统容错性的一 致性算法，解决了3PC中网络分区的问题，paxos算法可以在节点失效、网络分区、网络延迟等各种异 常情况下保证所有节点都处于同一状态，同时paxos算法引入了“过半”理念，即少数服从多数原则。

• paxos有三个版本：

      Basic Paxos

      Multi Paxos

      Fast Paxos

• paxos算法的四种角色

paxos的四种角色分别具有三种不同行为，但是多数情况下，一个进程可能充当多种角色

1. client：系统外部角色，请求发起者，不参与决策
2. proposer：提案提议者
3. acceptor：提案的表决者，即是否accept该提案，只有超过半数以上的acceptor接受了提案，该 提案才被认为被“选定”
4. learners：提案的学习者，当提案被选定后，其同步执行提案，不参与决策

Paxos算法分为两个阶段：prepare阶段、accept阶段

• prepare阶段

<1> proposer提出一个提案，编号为N,发送给所有的acceptor。

<2> 每个表决者都保存自己的accept的最大提案编号maxN，当表决者收到prepare(N)请求时，会

比较N与maxN的值，若N小于maxN,则提案已过时，拒绝prepare(N)请求。若N大于等于maxN，

则接受提案，并将该表决者曾经接受过的编号最大的提案Proposal(myid,maxN,value)反馈给提议

者：其中myid表示表决者acceptor的标识id，maxN表示接受过的最大提案编号maxN，value表

示提案内容。若当前表决者未曾accept任何提议，会将proposal(myid,null,null)反馈给提议者。

• accept阶段

<1> 提议者proposal发出prepare(N),若收到超过半数表决者acceptor的反馈，proposal将真正的

提案内容proposal(N,value)发送给所有表决者。

<2> 表决者acceptor接受提议者发送的proposal(N,value)提案后，会将自己曾经accept过的最大

提案编号maxN和反馈过的prepare的最大编号，若N大于这两个编号，则当前表决者accept该提

案，并反馈给提议者。否则拒绝该提议。

<3> 若提议者没有收到半数以上的表决者accept反馈，则重新进入prepare阶段，递增提案编号，

重新提出prepare请求。若收到半数以上的accept，则其他未向提议者反馈的表决者称为

learner，主动同步提议者的提案。

 

正常流程

 

单点故障，部分节点失败

proposer失败