《从Paxos到ZooKeeper 分布式一致性原理与实践》读书笔记

Posted 2020-11-02 Leon

一、分布式架构

1、分布式特点

• 分布性
• 对等性。分布式系统中的所有计算机节点都是对等的
• 并发性。多个节点并发的操作一些共享的资源
• 缺乏全局时钟。节点之间通过消息传递进行通信和协调，因为缺乏全局时钟，很难定义两个事件谁先谁后
• 故障总是会发生。系统设计时，需要考虑到任何异常情况

2、分布式环境的各种问题

• 通信异常。分布式系统中的某些节点之间无法正常通信
• 网络分区。这有部分节点可以正常通信，有些无法正常通信。这种现象称为网络分区，也称为“脑裂”
• 三态。节点之间的一次通信存在三种状态：成功、失败、超时
• 节点故障。节点机器宕机、失去回应

3、传统事务的ACID理论。

• 原子性（Atomicity）。事务内的所有操作要么全部成功，要么全部失败
• 一致性（Consistency）。事务的执行不能破坏数据库的一致性。如果事务执行一半停了，一部分的修改写入的数据库。这时候，数据库就处于一种不正确的状态，或者说不一致的状态
• 隔离性（Isolation）。多个事务并发执行，彼此不会受影响。事务的隔离级别：读未提交（可能发生脏读、重复读、幻象读）、读已提交（肯能发生重复读、幻象读）、可重复读（可能发生幻象读）、串行化。隔离级别越高，对并发的性能影响越大，越能保证数据库的一致性。
• 持久性（Durablility）。一旦事务成功提交，它对于数据的修改就被永久保存下来

4、分布式事务的CAP理论和BASE理论

• CAP理论。一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分区容错性（Partition tolerance），在分布式系统中，最多只能满足其中的两项。
• BASE理论。基本可用（Basically Available）、软状态（Soft state）、最终一致性（Eventually consistent）。基本可用指系统出现故障时，允许损失部分可用性，包括响应时间的损失和功能上的系统降级；软状态指允许节点间的通讯出现中间状态；最终一致指系统的所有的数据副本，在一定时间的同步后，最终能够达到一致的状态

二、一致性协议

1、2PC。二阶段提交协议

 

2、3PC。三阶段提交协议

 

3、Paxos算法