提升網(wǎng)站的訪問(wèn)速度，持續(xù)的高并發(fā)，這是技術(shù)上的必然吞获，也是一種科技的衍進(jìn)方式钝荡。以下是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的進(jìn)化之路。

單點(diǎn)集中式

特點(diǎn)：App、DB、FileServer都部署在一臺(tái)機(jī)器上。并且訪問(wèn)請(qǐng)求量較少

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應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)拆分

特點(diǎn)：App位他、DB、FileServer分別部署在獨(dú)立服務(wù)器上产场。并且訪問(wèn)請(qǐng)求量較少

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使用緩存改善性能

特點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)中頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩存服務(wù)器中鹅髓，減少數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)次數(shù)，降低數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力

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應(yīng)用服務(wù)器集群

特點(diǎn)：多臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)負(fù)載均衡同時(shí)對(duì)外提供服務(wù)京景，解決單臺(tái)服務(wù)器處理能力上限的問(wèn)題

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數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫分離

特點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行讀寫分離（主從）設(shè)計(jì)迈勋，解決數(shù)據(jù)庫(kù)的處理壓力

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反向代理和CDN加速

特點(diǎn)：采用反向代理和CDN加快系統(tǒng)的訪問(wèn)速度

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分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)

特點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，文件系統(tǒng)采用分布式文件系統(tǒng)

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展醋粟，最終數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫分離也將無(wú)法滿足需求靡菇，需要采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式文件系統(tǒng)來(lái)支撐

分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)庫(kù)拆分后的最后方法重归，只有在單表規(guī)模非常龐大的時(shí)候才使用，更常用的數(shù)據(jù)庫(kù)拆分手段是業(yè)務(wù)分庫(kù)厦凤，將不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)部署在不同的機(jī)器上

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二鼻吮、 分布式技術(shù)詳解

1. 并發(fā)性

2. 分布性

大任務(wù)拆分成多個(gè)任務(wù)部署到多臺(tái)機(jī)器上對(duì)外提供服務(wù)

3. 缺乏全局時(shí)鐘

時(shí)間要統(tǒng)一

4. 對(duì)等性

一個(gè)服務(wù)部署在多臺(tái)機(jī)器上是一樣的，無(wú)任何差別

5. 故障肯定會(huì)發(fā)生

硬盤壞了 CPU燒了....

三较鼓、分布式事務(wù)

1. ACID

原子性（Atomicity）：一個(gè)事務(wù)（transaction）中的所有操作椎木，要么全部完成，要么全部不完成博烂，不會(huì)結(jié)束在中間某個(gè)環(huán)節(jié)香椎。事務(wù)在執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，會(huì)被恢復(fù)（Rollback）到事務(wù)開始前的狀態(tài)禽篱，就像這個(gè)事務(wù)從來(lái)沒有執(zhí)行過(guò)一樣畜伐。
一致性（Consistency）：在事務(wù)開始之前和事務(wù)結(jié)束以后，數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性沒有被破壞躺率。這表示寫入的資料必須完全符合所有的預(yù)設(shè)規(guī)則玛界，這包含資料的精確度、串聯(lián)性以及后續(xù)數(shù)據(jù)庫(kù)可以自發(fā)性地完成預(yù)定的工作悼吱。

比如A有500元慎框，B有300元，A向B轉(zhuǎn)賬100后添，無(wú)論怎么樣笨枯，A和B的總和總是800元
隔離性（Isolation）：數(shù)據(jù)庫(kù)允許多個(gè)并發(fā)事務(wù)同時(shí)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫和修改的能力，隔離性可以防止多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)由于交叉執(zhí)行而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致遇西。事務(wù)隔離分為不同級(jí)別馅精，包括讀未提交（Read uncommitted）、讀提交（read committed）努溃、可重復(fù)讀（repeatable read）和串行化（Serializable）硫嘶。
持久性（Durability）：事務(wù)處理結(jié)束后阻问，對(duì)數(shù)據(jù)的修改就是永久的梧税，即便系統(tǒng)故障也不會(huì)丟失。

2. 2P/3P

2P= Two Phase commit 二段提交（RDBMS（關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）經(jīng)常就是這種機(jī)制称近，保證強(qiáng)一致性）

3P= Three Phase commit 三段提交

說(shuō)明：2P/3P是為了保證事務(wù)的ACID（原子性第队、一致性、隔離性刨秆、持久性）

2.1 2P的兩個(gè)階段

階段1：提交事務(wù)請(qǐng)求（投票階段）詢問(wèn)是否可以提交事務(wù)

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階段2：執(zhí)行事務(wù)提交（commit凳谦、rollback） 真正的提交事務(wù)

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2.2 3P的三個(gè)階段

階段1：是否提交-詢問(wèn)是否可以做事務(wù)提交
階段2：預(yù)先提交-預(yù)先提交事務(wù)
階段3：執(zhí)行事務(wù)提交（commit、rollback）真正的提交事務(wù)

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說(shuō)明：3P把2P的階段一拆分成了前面兩個(gè)階段

3. CAP理論

一致性（Consistency）：分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)保持一致

可用性（Availability）：任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)掛了衡未，其他節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)對(duì)外提供服務(wù)

分區(qū)容錯(cuò)性（網(wǎng)絡(luò)分區(qū)）Partition tolerance：一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)所在的機(jī)器壞了尸执，如硬盤壞了家凯，數(shù)據(jù)丟失了，可以新增一臺(tái)機(jī)器如失，然后從其他正常的機(jī)器把備份的數(shù)據(jù)同步過(guò)來(lái)

CAP理論的特點(diǎn)：CAP只能滿足其中2條

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CA(放棄P)：將所有的數(shù)據(jù)放在一個(gè)節(jié)點(diǎn)绊诲。滿足一致性、可用性褪贵。
AP(放棄C)：放棄強(qiáng)一致性，用最終一致性來(lái)保證脆丁。
CP(放棄A)：一旦系統(tǒng)遇見故障世舰，受到影響的服務(wù)器需要等待一段時(shí)間，在恢復(fù)期間無(wú)法對(duì)外提供服務(wù)槽卫。

舉例說(shuō)明CAP理論：

有3臺(tái)機(jī)器分別有3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)分別有兩張表,數(shù)據(jù)都是一樣的
Machine1-db1-tbl_person跟压、tbl_order
Machine2-db2-tbl_person、tbl_order
Machine3-db3-tbl_person晒夹、tbl_order
1）當(dāng)向machine1的db1的表tbl_person裆馒、tbl_order插入數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)要把插入的數(shù)據(jù)同步到machine2丐怯、machine3喷好，這就是一致性
2）當(dāng)其中的一臺(tái)機(jī)器宕機(jī)了，可以繼續(xù)對(duì)外提供服務(wù)读跷，把宕機(jī)的機(jī)器重新啟動(dòng)起來(lái)可以繼續(xù)服務(wù)梗搅，這就是可用性
3）當(dāng)machine1的機(jī)器壞了，數(shù)據(jù)全部丟失了效览，不會(huì)有任何問(wèn)題无切，因?yàn)閙achine2和machine3上還有數(shù)據(jù)，重新加一臺(tái)機(jī)器machine4丐枉，把machine2和machine3其中一臺(tái)機(jī)器的備份數(shù)據(jù)同步過(guò)來(lái)就可以了哆键，這就是分區(qū)容錯(cuò)性

4. BASE理論

基本可用（bascially available）、軟狀態(tài)（soft state）瘦锹、最終一致性（Eventually consistent）
基本可用：在分布式系統(tǒng)出現(xiàn)故障籍嘹，允許損失部分可用性（服務(wù)降級(jí)、頁(yè)面降級(jí)）
軟狀態(tài)：允許分布式系統(tǒng)出現(xiàn)中間狀態(tài)弯院。而且中間狀態(tài)不影響系統(tǒng)的可用性辱士。
　　　　1、這里的中間狀態(tài)是指不同的data replication之間的數(shù)據(jù)更新可以出現(xiàn)延時(shí)的最終一致性
　　　　2听绳、如CAP理論里面的示例颂碘，當(dāng)向machine1的db1的表tbl_person、tbl_order插入數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)椅挣，同時(shí)要把插入的數(shù)據(jù)同步到machine2头岔、machine3塔拳，當(dāng)machine3的網(wǎng)絡(luò)有問(wèn)題時(shí)，同步失敗峡竣，但是過(guò)一會(huì)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)了就同步成功了蝙斜，這個(gè)同步失敗的狀態(tài)就稱為軟狀態(tài)，因?yàn)樽罱K還是同步成功了澎胡。
最終一致性：data replications經(jīng)過(guò)一段時(shí)間達(dá)到一致性孕荠。

5. Paxos算法

5.1 介紹Paxos算法之前我們先來(lái)看一個(gè)小故事

拜占庭將軍問(wèn)題

拜占庭帝國(guó)就是5~15世紀(jì)的東羅馬帝國(guó)，拜占庭即現(xiàn)在土耳其的伊斯坦布爾攻谁。我們可以想象稚伍，拜占庭軍隊(duì)有許多分支，駐扎在敵人城外戚宦，每一分支由各自的將軍指揮个曙。假設(shè)有11位將軍，將軍們只能靠通訊員進(jìn)行通訊受楼。在觀察敵人以后垦搬，忠誠(chéng)的將軍們必須制訂一個(gè)統(tǒng)一的行動(dòng)計(jì)劃——進(jìn)攻或者撤退。然而艳汽，這些將軍里有叛徒猴贰，他們不希望忠誠(chéng)的將軍們能達(dá)成一致，因而影響統(tǒng)一行動(dòng)計(jì)劃的制訂與傳播河狐。
　　問(wèn)題是：將軍們必須有一個(gè)協(xié)議米绕，使所有忠誠(chéng)的將軍們能夠達(dá)成一致，而且少數(shù)幾個(gè)叛徒不能使忠誠(chéng)的將軍們作出錯(cuò)誤的計(jì)劃——使有些將軍進(jìn)攻而另一些將軍撤退馋艺。
　　假設(shè)有9位忠誠(chéng)的將軍栅干，5位判斷進(jìn)攻，4位判斷撤退捐祠，還有2個(gè)間諜惡意判斷撤退碱鳞，雖然結(jié)果是錯(cuò)誤的撤退，但這種情況完全是允許的踱蛀。因?yàn)檫@11位將軍依然保持著狀態(tài)一致性窿给。

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總結(jié)：
1）11位將軍進(jìn)攻城池
2）同時(shí)進(jìn)攻（議案、決議）星岗、同時(shí)撤退（議案填大、決議）
3）不管撤退還是進(jìn)攻戒洼，必須半數(shù)的將軍統(tǒng)一意見才可以執(zhí)行
4）將軍里面有叛徒俏橘，會(huì)干擾決議生成

5.2 下面就來(lái)介紹一下Paxos算法

Google Chubby的作者M(jìn)ike Burrows說(shuō)過(guò)這個(gè)世界上只有一種一致性算法，那就是Paxos圈浇，其它的算法都是殘次品寥掐。

Paxos：多數(shù)派決議（最終解決一致性問(wèn)題）

Paxos算法有三種角色：Proposer靴寂，Acceptor，Learner

Proposer：提交者（議案提交者）

      提交議案(判斷是否過(guò)半)召耘，提交批準(zhǔn)議案(判斷是否過(guò)半)

Acceptor：接收者（議案接收者）

      接受議案或者駁回議案百炬，給proposer回應(yīng)(promise)

Learner：學(xué)習(xí)者（打醬油的）

     如果議案產(chǎn)生，學(xué)習(xí)議案污它。

設(shè)定1：如果Acceptor沒有接受議案剖踊，那么他必須接受第一個(gè)議案

設(shè)定2：每個(gè)議案必須有一個(gè)編號(hào)，并且編號(hào)只能增長(zhǎng)衫贬，不能重復(fù)德澈。越往后越大。

設(shè)定3：接受編號(hào)大的議案固惯，如果小于之前接受議案編號(hào)梆造，那么不接受

設(shè)定4：議案有2種(提交的議案，批準(zhǔn)的議案)

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1）Prepare階段（議案提交）

a）Proposer希望議案V葬毫。首先發(fā)出Prepare請(qǐng)求至大多數(shù)Acceptor镇辉。Prepare請(qǐng)求內(nèi)容為序列號(hào)K

b）Acceptor收到Prepare請(qǐng)求為編號(hào)K后，檢查自己手里是否有處理過(guò)Prepare請(qǐng)求贴捡。

c）如果Acceptor沒有接受過(guò)任何Prepare請(qǐng)求忽肛，那么用OK來(lái)回復(fù)Proposer，代表Acceptor必須接受收到的第一個(gè)議案（設(shè)定1）

d）否則烂斋，如果Acceptor之前接受過(guò)任何Prepare請(qǐng)求（如：MaxN）麻裁，那么比較議案編號(hào)，如果K<MaxN源祈，則用reject或者error回復(fù)Proposer

e）如果K>=MaxN煎源，那么檢查之前是否有批準(zhǔn)的議案，如果沒有則用OK來(lái)回復(fù)Proposer香缺，并記錄K

f）如果K>=MaxN手销，那么檢查之前是否有批準(zhǔn)的議案，如果有則回復(fù)批準(zhǔn)的議案編號(hào)和議案內(nèi)容（如：<AcceptN, AcceptV>图张， AcceptN為批準(zhǔn)的議案編號(hào)锋拖，AcceptV為批準(zhǔn)的議案內(nèi)容）

2）Accept階段（批準(zhǔn)階段）

a）Proposer收到過(guò)半Acceptor發(fā)來(lái)的回復(fù)，回復(fù)都是OK祸轮，且沒有附帶任何批準(zhǔn)過(guò)的議案編號(hào)和議案內(nèi)容兽埃。那么Proposer繼續(xù)提交批準(zhǔn)請(qǐng)求，不過(guò)此時(shí)會(huì)連議案編號(hào)K和議案內(nèi)容V一起提交（<K, V>這種數(shù)據(jù)形式）

b）Proposer收到過(guò)半Acceptor發(fā)來(lái)的回復(fù)适袜，回復(fù)都是OK柄错，且附帶批準(zhǔn)過(guò)的議案編號(hào)和議案內(nèi)容（<pok，議案編號(hào)，議案內(nèi)容>）售貌。那么Proposer找到所有回復(fù)中超過(guò)半數(shù)的那個(gè)（假設(shè)為<pok给猾，AcceptNx，AcceptVx>）作為提交批準(zhǔn)請(qǐng)求（請(qǐng)求為<K颂跨，AcceptVx>）發(fā)送給Acceptor敢伸。

c）Proposer沒有收到過(guò)半Acceptor發(fā)來(lái)的回復(fù)，則修改議案編號(hào)K為K+1恒削，并將編號(hào)重新發(fā)送給Acceptors（重復(fù)Prepare階段的過(guò)程）

d）Acceptor收到Proposer發(fā)來(lái)的Accept請(qǐng)求池颈，如果編號(hào)K<MaxN則不回應(yīng)或者reject。

e）Acceptor收到Proposer發(fā)來(lái)的Accept請(qǐng)求钓丰，如果編號(hào)K>=MaxN則批準(zhǔn)該議案饶辙，并設(shè)置手里批準(zhǔn)的議案為<K，接受議案的編號(hào)斑粱，接受議案的內(nèi)容>弃揽，回復(fù)Proposer。

f）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Proposer對(duì)比手里收到的Accept回復(fù)则北，如果超過(guò)半數(shù)矿微，則結(jié)束流程（代表議案被批準(zhǔn)），同時(shí)通知Leaner可以學(xué)習(xí)議案尚揣。

g) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Proposer對(duì)比手里收到的Accept回復(fù)涌矢，如果未超過(guò)半數(shù)，則修改議案編號(hào)重新進(jìn)入Prepare階段快骗。

5.3 Paxos示例

示例1：先后提議的場(chǎng)景

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角色：

proposer：參謀1娜庇，參謀2

acceptor：將軍1，將軍2方篮，將軍3（決策者）

1）參謀1發(fā)起提議名秀，派通信兵帶信給3個(gè)將軍，內(nèi)容為（編號(hào)1）藕溅；
2）3個(gè)將軍收到參謀1的提議匕得，由于之前還沒有保存任何編號(hào)，因此把（編號(hào)1）保存下來(lái)巾表，避免遺忘汁掠；同時(shí)讓通信兵帶信回去，內(nèi)容為（ok）集币；
3）參謀1收到至少2個(gè)將軍的回復(fù)考阱，再次派通信兵帶信給3個(gè)將軍，內(nèi)容為（編號(hào)1鞠苟，進(jìn)攻時(shí)間1）乞榨；
4）3個(gè)將軍收到參謀1的時(shí)間秽之，把（編號(hào)1，進(jìn)攻時(shí)間1）保存下來(lái)姜凄，避免遺忘；同時(shí)讓通信兵帶信回去趾访，內(nèi)容為（Accepted）态秧；
5）參謀1收到至少2個(gè)將軍的（Accepted）內(nèi)容，確認(rèn)進(jìn)攻時(shí)間已經(jīng)被大家接收扼鞋；
6）參謀2發(fā)起提議申鱼，派通信兵帶信給3個(gè)將軍，內(nèi)容為（編號(hào)2）云头；
7）3個(gè)將軍收到參謀2的提議捐友，由于（編號(hào)2）比（編號(hào)1）大，因此把（編號(hào)2）保存下來(lái)溃槐，避免遺忘匣砖；又由于之前已經(jīng)接受參謀1的提議，因此讓通信兵帶信回去昏滴，內(nèi)容為（編 號(hào)1猴鲫，進(jìn)攻時(shí)間1）；
8）參謀2收到至少2個(gè)將軍的回復(fù)谣殊，由于回復(fù)中帶來(lái)了已接受的參謀1的提議內(nèi)容拂共，參謀2因此不再提出新的進(jìn)攻時(shí)間，接受參謀1提出的時(shí)間姻几；

示例2：交叉場(chǎng)景

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角色：

proposer：參謀1宜狐，參謀2

acceptor：將軍1，將軍2蛇捌，將軍3（決策者）

1）參謀1發(fā)起提議抚恒，派通信兵帶信給3個(gè)將軍，內(nèi)容為（編號(hào)1）络拌；

2）3個(gè)將軍的情況如下
　　a）將軍1和將軍2收到參謀1的提議柑爸，將軍1和將軍2把（編號(hào)1）記錄下來(lái)，如果有其他參謀提出更小的編號(hào)盒音，將被拒絕表鳍；同時(shí)讓通信兵帶信回去，內(nèi)容為（ok）祥诽；
　　b）負(fù)責(zé)通知將軍3的通信兵被抓譬圣，因此將軍3沒收到參謀1的提議；

3）參謀2在同一時(shí)間也發(fā)起了提議雄坪，派通信兵帶信給3個(gè)將軍厘熟，內(nèi)容為（編號(hào)2）；
4）3個(gè)將軍的情況如下
　　a）將軍2和將軍3收到參謀2的提議，將軍2和將軍3把（編號(hào)2）記錄下來(lái)绳姨，如果有其他參謀提出更小的編號(hào)登澜，將被拒絕；同時(shí)讓通信兵帶信回去飘庄，內(nèi)容為（ok）脑蠕；
　　b）負(fù)責(zé)通知將軍1的通信兵被抓，因此將軍1沒收到參謀2的提議跪削；
5）參謀1收到至少2個(gè)將軍的回復(fù)谴仙，再次派通信兵帶信給有答復(fù)的2個(gè)將軍，內(nèi)容為（編號(hào)1碾盐，進(jìn)攻時(shí)間1）晃跺；
6）2個(gè)將軍的情況如下
　　a）將軍1收到了（編號(hào)1，進(jìn)攻時(shí)間1）毫玖，和自己保存的編號(hào)相同掀虎，因此把（編號(hào)1，進(jìn)攻時(shí)間1）保存下來(lái)付枫；同時(shí)讓通信兵帶信回去涩盾，內(nèi)容為（Accepted）；
　　b）將軍2收到了（編號(hào)1励背，進(jìn)攻時(shí)間1）春霍，由于（編號(hào)1）小于已經(jīng)保存的（編號(hào)2），因此讓通信兵帶信回去叶眉，內(nèi)容為（Rejected址儒，編號(hào)2）；
7）參謀2收到至少2個(gè)將軍的回復(fù)衅疙，再次派通信兵帶信給有答復(fù)的2個(gè)將軍莲趣，內(nèi)容為（編號(hào)2，進(jìn)攻時(shí)間2）饱溢；
8）將軍2和將軍3收到了（編號(hào)2喧伞，進(jìn)攻時(shí)間2），和自己保存的編號(hào)相同绩郎，因此把（編號(hào)2潘鲫，進(jìn)攻時(shí)間2）保存下來(lái)，同時(shí)讓通信兵帶信回去肋杖，內(nèi)容為（Accepted）溉仑；
9）參謀2收到至少2個(gè)將軍的（Accepted）內(nèi)容，確認(rèn)進(jìn)攻時(shí)間已經(jīng)被多數(shù)派接受状植；

10）參謀1只收到了1個(gè)將軍的（Accepted）內(nèi)容浊竟，同時(shí)收到一個(gè)（Rejected怨喘，編號(hào)2）；參謀1重新發(fā)起提議振定，派通信兵帶信給3個(gè)將軍必怜，內(nèi)容為（編號(hào)3）；

11）3個(gè)將軍的情況如下
　　a）將軍1收到參謀1的提議后频，由于（編號(hào)3）大于之前保存的（編號(hào)1）梳庆，因此把（編號(hào)3）保存下來(lái)；由于將軍1已經(jīng)接受參謀1前一次的提議徘郭，因此讓通信兵帶信回去靠益，內(nèi)容為（編號(hào)1丧肴，進(jìn)攻時(shí)間1）残揉；
　　b）將軍2收到參謀1的提議，由于（編號(hào)3）大于之前保存的（編號(hào)2）芋浮，因此把（編號(hào)3）保存下來(lái)抱环；由于將軍2已經(jīng)接受參謀2的提議，因此讓通信兵帶信回去纸巷，內(nèi)容為（編號(hào)2镇草，進(jìn)攻時(shí)間2）；
　　c）負(fù)責(zé)通知將軍3的通信兵被抓瘤旨，因此將軍3沒收到參謀1的提議梯啤；

12）參謀1收到了至少2個(gè)將軍的回復(fù)，比較兩個(gè)回復(fù)的編號(hào)大小存哲，選擇大編號(hào)對(duì)應(yīng)的進(jìn)攻時(shí)間作為最新的提議因宇；參謀1再次派通信兵帶信給有答復(fù)的2個(gè)將軍，內(nèi)容為（編號(hào)3祟偷，進(jìn)攻時(shí)間2）察滑；
13）將軍1和將軍2收到了（編號(hào)3，進(jìn)攻時(shí)間2）修肠，和自己保存的編號(hào)相同贺辰，因此保存（編號(hào)3，進(jìn)攻時(shí)間2）嵌施，同時(shí)讓通信兵帶信回去饲化，內(nèi)容為（Accepted）；
14）參謀1收到了至少2個(gè)將軍的（accepted）內(nèi)容吗伤，確認(rèn)進(jìn)攻時(shí)間已經(jīng)被多數(shù)派接受滓侍。

四. Zookeeper ZAB協(xié)議

Zookeeper Automic Broadcast(ZAB)，即Zookeeper原子性廣播牲芋，是Paxos經(jīng)典實(shí)現(xiàn)

術(shù)語(yǔ)：

quorum：集群過(guò)半數(shù)的集合

1. ZAB(zookeeper)中節(jié)點(diǎn)分四種狀態(tài)

looking：選舉Leader的狀態(tài)（崩潰恢復(fù)狀態(tài)下）

following：跟隨者（follower）的狀態(tài)撩笆，服從Leader命令

leading：當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是Leader捺球，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)工作。

observing：observer(觀察者)夕冲，不參與選舉氮兵，只讀節(jié)點(diǎn)。

2. ZAB中的兩個(gè)模式（ZK是如何進(jìn)行選舉的）

崩潰恢復(fù)歹鱼、消息廣播

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1）崩潰恢復(fù)

leader掛了泣栈，需要選舉新的leader

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a.每個(gè)server都有一張選票<myid，zxid>弥姻，如（3,9）南片，選票投自己。
b.每個(gè)server投完自己后庭敦，再分別投給其他還可用的服務(wù)器疼进。如把Server3的（3,9）分別投給Server4和Server5，一次類推
c.比較投票秧廉，比較邏輯：優(yōu)先比較Zxid伞广，Zxid相同時(shí)才比較myid。比較Zxid時(shí)疼电，大的做leader嚼锄；比較myid時(shí)，小的做leader
d.改變服務(wù)器狀態(tài)（崩潰恢復(fù)->數(shù)據(jù)同步蔽豺，或者崩潰恢復(fù)->消息廣播）

相關(guān)概念補(bǔ)充說(shuō)明：

epoch周期值

acceptedEpoch（比喻：年號(hào)）：follower已經(jīng)接受leader更改年號(hào)的（newepoch）提議区丑。

currentEpoch（比喻：當(dāng)前的年號(hào)）：當(dāng)前的年號(hào)

lastZxid：history中最近接收到的提議zxid(最大的值)

history：當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接受到事務(wù)提議的log

Zxid數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：

cZxid = 0x10000001b

64位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

高32位：10000

Leader的周期編號(hào)+myid的組合

低32位：001b

事務(wù)的自增序列（單調(diào)遞增的序列）只要客戶端有請(qǐng)求，就+1

當(dāng)產(chǎn)生新Leader的時(shí)候修陡，就從這個(gè)Leader服務(wù)器上取出本地log中最大事務(wù)Zxid沧侥，從里面讀出epoch+1，作為一個(gè)新epoch濒析，并將低32位置0（保證id絕對(duì)自增）

2）消息廣播（類似2P提交）

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a.Leader接受請(qǐng)求后正什，將這個(gè)請(qǐng)求賦予全局的唯一64位自增Id（zxid）。
b.將zxid作為議案發(fā)給所有follower号杏。
c.所有的follower接受到議案后婴氮，想將議案寫入硬盤后，馬上回復(fù)Leader一個(gè)ACK（OK）盾致。
d.當(dāng)Leader接受到合法數(shù)量（過(guò)半）Acks主经，Leader給所有follower發(fā)送commit命令。
e.follower執(zhí)行commit命令庭惜。
注意：到了這個(gè)階段罩驻，ZK集群才正式對(duì)外提供服務(wù)，并且Leader可以進(jìn)行消息廣播护赊，如果有新節(jié)點(diǎn)加入惠遏，還需要進(jìn)行同步砾跃。

3）數(shù)據(jù)同步

a.取出Leader最大lastZxid（從本地log日志來(lái)）
b.找到對(duì)應(yīng)zxid的數(shù)據(jù)，進(jìn)行同步（數(shù)據(jù)同步過(guò)程保證所有follower一致）
c.只有滿足quorum同步完成节吮，準(zhǔn)Leader才能成為真正的Leader