分佈式系統理論總結

前言：

**主要是總結以前學習過相關分佈式的知識點，能夠一塊兒學習，會有比較多口語化的詞，以前作的筆記，見諒。文章末尾會貼出相關學習理論資料，能夠方便一塊兒學習交流 **算法

（真的很氣，剛寫好的發到網站上，掛掉了，如今要從新總結一次~）docker

1.CAP理論（布魯爾定理）

1.分區容錯性

指的分佈式系統中的某個節點或者網絡分區出現了故障的時候，整個系統仍然能對外提供知足一致性和可用性的服務。也就是說部分故障不影響總體使用。數據庫

事實上咱們在設計分佈式系統是都會考慮到bug,硬件，網絡等各類緣由形成的故障，因此即便部分節點或者網絡出現故障，咱們要求整個系統仍是要繼續使用的安全

(不繼續使用,至關於只有一個分區,那麼也就沒有後續的一致性和可用性了)服務器

（網絡出現故障這個集羣仍是可使用）markdown

P是必定要知足的，是基礎的！必須是這個架構網絡

2.可用性

一直能夠正常的作讀寫操做。簡單而言就是客戶端一直能夠正常訪問並獲得系統的正常響應。用戶角度來看就是不會出現系統操做失敗或者訪問超時等問題。（不能超時，在合理的時間內返回正確的結果）架構

3.一致性

在分佈式系統完成某寫操做後任何讀操做，都應該獲取到該寫操做寫入的那個最新的值。至關於要求分佈式系統中的各節點時時刻刻保持數據的一致性。(也就是數據同步要快！能讀到最新的)分佈式

P和C一塊兒知足是能夠的！若是在PC的基礎上還要知足可用的話，基本上不可能；爲何呢？（一致性的基礎上，A 和B數據進行同步的話，同步是須要一段時間進行同步的，就會有延遲，若是在延遲的時候要返回數據那麼就可能會形成可用性不能知足，必須等到同步完成！或者說若是要知足可用性，那麼一致性就知足不了，由於必須在這麼短的時間內去處理！）學習

總結：不能同時知足 C(一致性)和A(可用性) 只能在裏面選一個，由於知足C的時候，若是正在作同步，那麼讀取的速度就會很慢；要麼作一致性要麼作可用性

2.Base理論（是對AP的一個擴展）

最終一致性：在當下某個時間內雖然沒有同步，可是最後的狀態必須是一致的。

犧牲強一致性來得到可用性！

弱一致性：最終一致性(DNS)

強一致性：同步，Paxos,Raft,ZAB

3.強一致性（狀態機一致性的共識算法）

1.Paxos

裏面的learner是兩個備份數據庫，中間的Acctpor是數據庫節點（最重要的Server），proposer只是服務器？

第一輪接收提案以後去投票，投票經過 Acctpor會寫log，而後最後的learner也會去備份

第一輪proposer會選主，當老大無論client有沒有提案過來

一開始一輪RPC選總統，兩輪RPC；後面都是一輪RPC，只有惟一一個Leader proposer，提出來就必須經過

第一個主機成爲Leader，其與的都是slave 簡化角色

2.Raft

Follower只是服從的角色，遵從Leader的指揮，Candidate是Leader掛了後填補的

第一輪進行競選，而後投票

全部的請求先通過寫入到Leader，而後同步，何時寫系統文件呢？要等待Follower確認以後，或者大多數確認；其餘的Follower也要寫

會有一個心跳機制 timeout，在必定時間內若是沒有Leader發送信息過來，那麼就知道這個集羣裏是沒有Leader的，能夠競選Leader

有Leader以後timeout刷新，而後Leader會發送心跳包過來，數據會跟着心跳包一塊過來，每次發送心跳都會更新那個定時器

若是Leader掉了，timeout到期就會去競選Leader

若是兩個節點都想成爲Leader，平票怎麼辦？隨機的timeout，短的會很快去競選，長的就會放棄；

全部的寫請求都要通過Leader，而後Leader把數據報夾雜着心跳發送給 Follower，知道大多數Follower提交成功之後，本身就會寫log到文件系統

分區的狀況:

單數個節點

合併的話，會按照最新的系統來作Leader

如何保證安全性的：失敗了會什麼行爲（另一個Leader會競選，從新提升服務），分區了什麼行爲

若是某個宕機一段時間，數據後面會補上

沒有達到多數派的話，是不會寫log的

少數派的leader更新實際上是不會成功的

可能會丟失數據，覆蓋掉以前的leader數據，可是整個系統的共識仍是沒有問題的！須要客戶端達到的！

3.ZAB（Zookeeper）

其實也作不到徹底的強一致性！

leader掛掉了，在選舉的時候若是來了請求，怎麼處理! 這個時候會超時，實現一致性確定會犧牲一點可用性的；能夠失敗，只要保持一致性就能夠了

4.虛擬機比docker的好處？

很方便！優點很大！容器的管理直接去拉那種環境就能夠了

5.爲何不能夠隨機選擇一個節點作爲leader？

這麼多節點由誰來負責隨機呢？假設有專門的節點負責隨機選舉leader，又怎麼保證這個節點掛掉後集羣能正常工做。