第二篇：《从Paxos到zookeeper分布式一致性原理与实践》一致性协议与zookeeper

Posted 2021-04-17 热点猿

     上一篇总结了下分布式所产生的问---------分布式系统中一致性问题。今天继续站在巨人的肩膀上虚心学习一下，怎样解决这些问题！

一、一致性协议：

计算机大佬们为了解决分布式一致性问题，经过了很长的时间探索和研究，其中三个比较出名的解决一致性协议算法为：二阶段提交算法、三阶段提交算法、Paxos（中文发音：帕克所斯，英文记忆不是很强所有按照自己的发音加强记忆，有误之处请指出批评）。二阶段、三阶段算法，大佬们可以百度一大堆。

PAXOS算法：

   三阶段算法是在二阶段算法上的一个优化，主要优化的是性能方面，但是二阶段和三阶段两个算法都不能解决分布式分区容错（脑裂）的问题。所有paxos算法是一种基于消息传递具有高度容错特征的一致性算法。也就是说可以解决脑裂所造成的一致性问题。

 

小结：从二阶段到三阶段到Paxos算法，都是经过很多年才得出来的。可以看出任何的东西都是从简单到复杂，不是一出来就是复杂的。老子说过：天下难事必做于易，天下大事必做于细。从小事做起，化繁为简。

二、PAXOS算法与Zookeeper：

（一）Zookeeper是什么：典型的分布式数据一致性解决方案。

（二）Zookeeper解决问题：提供一个高性能、高可用，具有严格的顺序访问控制能力的分布式协调服务。

（三）Zookeeper设计目标：

1. 数据模型要简单

2. 能集群

3. 顺序访问

4. 高性能

（四）Zookeeper名字由来：雅虎内部很多项目都是使用动物的名字命名的，所有雅虎工程师也说这个项目取个动物的名字；于是一个科学家开玩笑说：在这样我们这里成动物园了。这话一出，大家都说就叫动物管理员吧。由此Zookeeper的名字就这样诞生了。

（五）为什么要用Zookeeper？

1. 免费、开源

2. 性能高、稳定

3. 得到了广泛的应用。Hadoop,Hbase,Stormd等都用它用作分布式协调

（六）Zookeeper内部协议采用类似于PAXOS算法，具体是什么呢？

三、Zookeeper与ZAB协议：

Zookeeper并没有采取Paxos算法，而是使用一种称为Zookeeper Atomic Broadcase(ZAB,Zookeeper原子消息广播协议)的协议作为数据一致性核心算法。该协议是Zookeeper专门设计的一种指出崩溃恢复的原子广播协议,注意这一点特别为Zookeeper设计的崩溃恢复的原子消息广播算法。

ZAB协议包括两种模式：一种是崩溃恢复，一种是消息广播

 

什么是崩溃恢复呢？

当整个服务框架在启动过程中，或者当leader服务器出现网络中断、崩溃退出与充气等异常情况是，ZAB协议就进入了恢复模式并选举新的leader服务器，新的leader服务于过半的机器完成数据同步之后，ZAB协议就会退出恢复模式。

也就是说：分布式中必定要有一个leader。其次就是leader挂了重新洗牌，新的leader一定会产生，使zookeeper退出恢复模式。

 

什么是消息广播呢？

Zookeeper服务器的三个角色Follow、Leader（只有一台被选举出来）、Observer。

ZAB是原子消息广播，铁定zookeeper里面是一直消息传送机制。当集群中已经有过半的Follow服务器完成和leader服务的状态同步，那么整个服务框架就进入消息广播模式。当另一个Follow加入时，就会跟leader进入恢复模式，直到同步完成，接着进入分布式的消息广播模式。

也就是说：分布式服务器（leader）没有出现异常，好的状态就是消息广播模式。

 

低姿态：能力有限，只从简单的概念说起，也是自己的一些理解。

总结：我的理解：

第一、ZAB协议是一个专门为Zookeeper设计的协议，按照ZAB协议，只要leader挂了，就会进入恢复模式，好了就进入消息广播模式。

第二、PAXOS算法只要用于构建一个分布式的一致性状态机系统；ZAB协议主要用于构建一个高可用的分布式数据主备系统（zookeeper）。

第三、（还是个菜鸟，有不对的地方可以关注微信指出，不同的意见可以一起讨论）。