Paxos学习笔记

最早发表的《The Part-Time Parliament》历史有点久远了，先略过不读。

一、《Paxos Made Simple》

这是Lamport 2001年写的基本上是《The Part-Time Parliament》的简化版本。Lamport在文中强调的是Paxos的两阶段执行过程（准备阶段和接受阶段），最后的Phase 3没有被当作独立的阶段(但文章用独立章节2.3介绍了Phase3即学习阶段)。 

Paxos问题描述

为了方便描述和分析这个问题，做了如下定义

决议（Valule）：要解决的问题，这里定义为选择一个决议（Valule）

议案（Proposal）：任何进程对这个的一个提议，我们叫做一个议案

三种角色：提议者Proposer（提出一个议案），批准者Acceptor（同意这个议案），学习者Learner（获知结果）。一个进程可以同时兼任这几个角色。

对结果的限制：

只有被提出过的值可以被选择

只有一个值可以被选择

一个进程不会知道一个值被选择了，除非这个值真的被选择了（也就是没有错误信息）。

总体而言，问题的目标是保证，如果有一些值被提议了，那最终会有一个值会被选择通过，如果一个值被选择通过了，任一进程最终都会得知这个结果。值得注意的是，在这里，最终哪个值被选择了不重要（显然如果每个进程都坚持自己的议案，那永远不能达成一致），重要的是有一个值最终被选择了。

实现过程

个人觉得分为3阶段可方便理解。参考Adrian Colyer的博客笔记https://blog.acolyer.org/2015/03/04/paxos-made-simple/

准备阶段

1.提议者选择提议数Ñ并发送一个准备与号码请求Ñ到多数派。

2.如果接受者收到编号为n的准备请求，其中n大于其已经响应的任何准备请求，则其响应承诺不再接受编号小于n的任何提议，并且编号最高的提议（如果有的话）它已经接受了。（因此，接受者需要保持他们已接受的最高编号提议的可靠状态）

 

接受阶段
前提条件：提议者已收到对其大多数接受者编号为n的准备请求的答复。
1. 该提议发送一个接受用于建议消息（N，V） ，其中，v是最高编号接受的建议的之间的承诺响应的建议值，或任何值，如果被返回之前没有接受提议者选择。
2. 如果接受者收到编号为n的提案的接受消息，则它接受提议，除非它已经响应了值大于n的准备请求。（若干提案可能同时传播）。

 

学习阶段

我们说有三个角色：提议者，接受者和学习者。一个学习者是有人需要去发现最终由多数派

的建议实际上是。（请记住，这些角色通常组合在一个代理中）。

一个不可靠的模型，是有一个或多个提名的“杰出学习者”接受者发送他们的接受通知，然后这些模型广播给其他学习者。

 

 

 

 

二、深入浅出理解Paxos算法

https://blog.csdn.net/21aspnet/article/details/50700123

事件发展：

 

第一个框代表第一阶段--提议

1.p2最先找到A2，P2提议序号是2，A2记录下，因为之前没有其他的序号所以成功了，然后返回标志给p2;

2.p1找到A1，P1提议序号是1，A1记录下，因为之前没有其他的序号所以成功了，然后返回标志给p1;

3.p1找到A3，P1提议序号是1，A3记录下，因为之前没有其他的序号所以成功了，然后返回标志给p1;

问题来了

4.p1找到A2，P1提议序号是1，A2已经记录下提议序号2，2>1，所以不成功;

5.p2找到A1，P2提议序号是2，A1已经记录下提议序号1，1>2，所以成功;，然后返回标志给p2;

6.p2找到A3，P2提议序号是2，A3已经记录下提议序号1，1>2，所以成功;，然后返回标志给p2;

第二个框代表第二阶段--确认提议（投票）

7.p1找到A1，P1确认序号是1，A1已经记录下提议序号2，1<2，所以不确认，然后p1继续提议序号是3，周而复始...;

8.p2找到A2，P2确认序号是2，A2已经记录下提议序号2，2=2，所以确认成功;，然后返回投票标志给p2;

9.p2找到A3，P2确认序号是2，A3已经记录下提议序号2，2=2，所以确认成功;，然后返回投票标志给p2;

10.p2找到A1，P2确认序号是2，A1已经记录下提议序号3，2<3，所以不确认，;然后p2继续提议序号是4，周而复始...;

问题来了

11.p1找到A2，P1确认序号是1，A1已经记录下确认序号2，1<2，所以不确认，然后返回确认序号2;

12.p1找到A3，P1确认序号是1，A3已经记录下确认序号2，1<2，所以不确认，然后返回确认序号2;

13.p1和p2都得到确认也就是投票结果是2。

14.所有的Learner最终学习的目标是2。

 

1） 参谋1发起提议，派通信兵带信给3个将军，内容为（编号1）；

2） 3个将军的情况如下

a) 将军1和将军2收到参谋1的提议，将军1和将军2把（编号1）记录下来，如果有其他参谋提出更小的编号，将被拒绝；同时让通信兵带信回去，内容为（ok）；

b) 负责通知将军3的通信兵被抓，因此将军3没收到参谋1的提议；

3） 参谋2在同一时间也发起了提议，派通信兵带信给3个将军，内容为（编号2）；

4） 3个将军的情况如下

a) 将军2和将军3收到参谋2的提议，将军2和将军3把（编号2）记录下来，如果有其他参谋提出更小的编号，将被拒绝；同时让通信兵带信回去，内容为（ok）；

b) 负责通知将军1的通信兵被抓，因此将军1没收到参谋2的提议；

5） 参谋1收到至少2个将军的回复，再次派通信兵带信给有答复的2个将军，内容为（编号1，进攻时间1）；

6） 2个将军的情况如下

a) 将军1收到了（编号1，进攻时间1），和自己保存的编号相同，因此把（编号1，进攻时间1）保存下来；同时让通信兵带信回去，内容为（Accepted）；

b) 将军2收到了（编号1，进攻时间1），由于（编号1）小于已经保存的（编号2），因此让通信兵带信回去，内容为（Rejected，编号2）；

7） 参谋2收到至少2个将军的回复，再次派通信兵带信给有答复的2个将军，内容为（编号2，进攻时间2）；

8） 将军2和将军3收到了（编号2，进攻时间2），和自己保存的编号相同，因此把（编号2，进攻时间2）保存下来，同时让通信兵带信回去，内容为（Accepted）；

9） 参谋2收到至少2个将军的（Accepted）内容，确认进攻时间已经被多数派接受；

10） 参谋1只收到了1个将军的（Accepted）内容，同时收到一个（Rejected，编号2）；参谋1重新发起提议，派通信兵带信给3个将军，内容为（编号3）；

11） 3个将军的情况如下

a) 将军1收到参谋1的提议，由于（编号3）大于之前保存的（编号1），因此把（编号3）保存下来；由于将军1已经接受参谋1前一次的提议，因此让通信兵带信回去，内容为（编号1，进攻时间1）；

b) 将军2收到参谋1的提议，由于（编号3）大于之前保存的（编号2），因此把（编号3）保存下来；由于将军2已经接受参谋2的提议，因此让通信兵带信回去，内容为（编号2，进攻时间2）；

c) 负责通知将军3的通信兵被抓，因此将军3没收到参谋1的提议；

12） 参谋1收到了至少2个将军的回复，比较两个回复的编号大小，选择大编号对应的进攻时间作为最新的提议；参谋1再次派通信兵带信给有答复的2个将军，内容为（编号3，进攻时间2）；

13） 将军1和将军2收到了（编号3，进攻时间2），和自己保存的编号相同，因此保存（编号3，进攻时间2），同时让通信兵带信回去，内容为（Accepted）；

14） 参谋1收到了至少2个将军的（accepted）内容，确认进攻时间已经被多数派接受；

三、《Paxos Made Live》

通过谷歌工程师视角描述的Paxos的实际应用