3.4 漫画分布式共识算法

🎭 人物介绍

• 小明：对分布式共识算法好奇的开发者
• 架构师老王：分布式系统专家，精通各种共识算法

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📚 共识算法概述

小明：“老王，分布式系统中为什么需要共识算法？”

架构师老王：“想象一下，你有多个服务器需要就某个决定达成一致，比如选出一个领导者，或者确认一个事务是否提交。在网络不可靠、节点可能故障的环境下，如何保证所有正常节点能达成一致呢？这就是共识问题！”

共识算法的核心问题

                    分布式系统挑战|+-----------------+-----------------+|                 |                 |网络分区           节点故障         拜占庭故障(Network          (Crash           (ByzantinePartition)        Failure)          Failure)|                 |                 |消息延迟/丢失      节点宕机         恶意节点

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🎯 Paxos算法详解

小明：“听说Paxos是最经典的共识算法？”

架构师老王：“没错！Paxos是Lamport在1990年提出的，虽然理解起来比较复杂，但它是很多其他算法的基础。”

Paxos基本概念

/*** Paxos角色定义*/
public class PaxosRoles {// 提议者 - 提出提案public static class Proposer {private int proposalId;private String value;public void prepare(Set<Acceptor> acceptors) {// Phase 1: Prepare阶段proposalId = generateUniqueId();for (Acceptor acceptor : acceptors) {PrepareResponse response = acceptor.receivePrepare(proposalId);// 处理响应...}}public void accept(Set<Acceptor> acceptors, String proposalValue) {// Phase 2: Accept阶段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