前文：Paxos实践介绍(2): Multi-Paxos与Leader

倡议没有浏览后面文章的读者能够先花少许工夫浏览一下。

Master

单刀直入，咱们先明确一下Master的定义。Master是一个角色，这个角色的特点是，在咱们选定的一些节点汇合内，任一时刻，仅有一个节点成为Master或者没有任何节点成为Master。这是一个十分严格的单点定义。

Master的利用十分宽泛。比方在分布式存储外面，咱们心愿读取一个最新的值，那么常见的做法是咱们先选举出一个Master，读写都经由Master来实现，那么在Master上读取到的就必定是最新的。另外还比方一些仲裁模块，往往也心愿有Master来帮助。

Master选举与Paxos的关系

如何选举Master？因为Master具备严格的单点定义，那么必须有一个强一致性的算法能力实现选举，当然咱们这里采纳了Paxos。但Master选举算法本身也是一个通用性的算法，它能够与任何强一致性算法搭配来实现，而无需要求肯定是Paxos。所以这里咱们心愿设计一个与Paxos齐全解耦的工程实现，也就是Master选举只用到Paxos工程实现的API，而无需侵入Paxos算法外部。

Paxos的工程利用

这个波及到Paxos工程上API设计以及状态机，这里先不开展讲，来看一张图置信大家就懂了，图片来自论文"Paxos Made Live"。

Paxos的利用扼要来讲就是由算法确定一个操作系列，通过编写这些操作系列的callback（也就是状态机的状态转移函数），使得节点进行雷同程序的callback，从而保障各个节点的状态统一。

Master选举租约算法

BeMaster是一个操作，这个操作很简略，就是提议本人成为Master，图片外面A节点心愿本人成为Master。任何节点都能够发动这个操作尝试将本人晋升为Master，除了曾经得悉他人已被选为Master。当得悉他人被选为Master后，必须期待timeout长度工夫，能力发动BeMaster操作。而如果是获知本人成为Master，那么从BeMaster开始的timeout工夫内可认为本人是Master，如图示，T2-T3的工夫窗内，视作Master的任期。

如何将下面所述的租约算法与Paxos联合起来？

  • BeMaster能够认为是一个Submit操作，其Value携带的就是本人的节点信息。
  • callback做两件事件，第一：发现Value的节点非本人，则期待timeout工夫再发动BeMaster。第二：发现Value的节点是本人，那么将本人晋升为Master，并在T(BeMaster) + timeout后过期。

算法正确性如何保障？

  • 一致性由Paxos保障，也就是只有Value被Paxos选出来，那么其蕴含的必定是同一个节点信息，不会呈现选举抵触。
  • Master的单点性通过租约算法保障。因为恒定T(BeMaster) < T(Know other as master)，那么Master的过期工夫必定要比非Master节点认为Master过期的工夫早，从而保障Master任期内，必定不会呈现其余节点尝试来抢占Master。
这里给大家提一个问题，图示外面，为何Master任期的起始工夫是从BeMaster算起，而不能是从BeMaster success算起？置信如果了解了Paxos算法的读者，应该能够很轻松答复这个问题。

Master续任

只须要在Master任期内胜利胜利实现一次BeMaster操作，即可缩短Master任期，在失常状况下这样一直迭代上来，个别会使得Master十分的稳固。

上图能够看到在屡次的BeMaster选举外面，咱们须要给每一个任期赋予一个version，这是为什么？上面通过一个例子来解释这个问题。

这个图示状况是NodeA一直的在续任，但NodeC可能与NodeA无奈通信或者其余起因，在获知NodeA第二次续任胜利后就再也收不到任何音讯了，于是当NodeC认为A的Master任期过期后，即可尝试发动BeMaster操作。这就违反了算法的保障了，呈现了NodeA在任期内，但NodeC发动BeMaster操作的状况。

这里问题的实质是，NodeC还未取得最新的Master状况，所以发动了一次谬误的BeMaster。version的退出是参考了乐观锁来解决这个问题。发动BeMaster的时候携带上一次的version，如果这个version曾经不是最新，那么这一次BeMaster天然会生效，从而解决问题。了解乐观锁的读者应该能够很快脑补出version的作用，这里就不具体开展了。

小贴纸

说的再多不如浏览源码，猛击进入咱们的开源Paxos类库实现：https://github.com/tencent-wechat/phxpaxos 在src/master目录有残缺的Master租约算法实现代码。

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