3.4 漫畫分布式共識算法

?? 人物介紹

• 小明：對分布式共識算法好奇的開發者
• 架構師老王：分布式系統專家，精通各種共識算法

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?? 共識算法概述

小明：“老王，分布式系統中為什么需要共識算法？”

架構師老王：“想象一下，你有多個服務器需要就某個決定達成一致，比如選出一個領導者，或者確認一個事務是否提交。在網絡不可靠、節點可能故障的環境下，如何保證所有正常節點能達成一致呢？這就是共識問題！”

共識算法的核心問題

                    分布式系統挑戰|+-----------------+-----------------+|                 |                 |網絡分區           節點故障         拜占庭故障(Network          (Crash           (ByzantinePartition)        Failure)          Failure)|                 |                 |消息延遲/丟失      節點宕機         惡意節點

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?? Paxos算法詳解

小明：“聽說Paxos是最經典的共識算法？”

架構師老王：“沒錯！Paxos是Lamport在1990年提出的，雖然理解起來比較復雜，但它是很多其他算法的基礎。”

Paxos基本概念

/*** Paxos角色定義*/
public class PaxosRoles {// 提議者 - 提出提案public static class Proposer {private int proposalId;private String value;public void prepare(Set<Acceptor> acceptors) {// Phase 1: Prepare階段proposalId = generateUniqueId();for (Acceptor acceptor : acceptors) {PrepareResponse response = acceptor.receivePrepare(proposalId);// 處理響應...}}public void accept(Set<Acceptor> acceptors, String proposalValue) {// Phase 2: Accept階段for (Acceptor acceptor : acceptors) {acceptor.receiveAccept(proposalId, proposalValue);}}}// 接受者 - 接受提案public static class Acceptor {private int maxProposalId = -1;private int acceptedProposalId = -1;private String acceptedValue = null;public PrepareResponse receivePrepare(int proposalId) {if (proposalId > maxProposalId) {maxProposalId = proposalId;return new PrepareResponse(true, acceptedProposalId, acceptedValue);}return new PrepareResponse(false, -1, null);}public AcceptResponse