Write-all-read-one

Write-all-read-one（簡稱 WARO）是一種最簡單的副本控制規(guī)則，顧名思義即在更新時寫所有的副本，只有在所有的副本上更新成功，才認為更新成功，從而保證所有的副本一致，這樣在讀取數(shù)據(jù)時可以讀任一副本上的數(shù)據(jù)。
缺點：讀服務的可用性較高，但更新服務的可用性不高

Quorum 定義

Quorum 機制只需成功更新 N 個副本中的 W 個，在讀取 R 個副本時，一定可以讀到最新的成功提交的數(shù)據(jù)。R>N-W
注：僅僅依賴 quorum 機制是無法保證強一致性的。因為僅有 quorum 機制時無法確定最新已成功提交的版本號，除非將最新已提交的版本號作為元數(shù)據(jù)由特定的元數(shù)據(jù)服務器或元數(shù)據(jù)集群管理，否則很難確定最新成功提交的版本號。

如何讀取最新成功提交的數(shù)據(jù)

1. 限制提交的更新操作必須嚴格遞增，即只有在前一個更新操作成功提交后才可以提交后一個更新操作，從而成功提交的數(shù)據(jù)版本號必須是連續(xù)增加的。

2. 讀取 R 個副本，對于 R 個副本中版本號最高的數(shù)據(jù)，若已存在 W 個，則該數(shù)據(jù)為最新的成功提交的數(shù)據(jù)；若存在個數(shù)據(jù)少于 W 個，則繼續(xù)讀取其他副本，直若成功讀取到 W 個該版本的副本，則該數(shù)據(jù)為最新的成功提交的數(shù)據(jù)；如果在所有副本中該數(shù)據(jù)的個數(shù)肯定不滿足 W 個，則 R 中版本號第二大的為最新的成功提交的副本。

注：在單純使用 Quorum 機制時，若要確定最新的成功提交的版本，最多N 個副本，當出現(xiàn)任一副本異常時，讀最新的成功提交的版本這一功能都有可能不可用。

基于 Quorum 機制選擇 primary

在基本 primary-secondary 協(xié)議中引入 quorum 機制，即 primary 成功更新 W 個副本(含 primary 本身)后向用戶返回成功。

讀取數(shù)據(jù)：

①如果需要強一致性的立刻讀取到最新的成功提交的數(shù)據(jù)，則可以只讀 primary 副本上的數(shù)據(jù)

②如果需要會話一致性，則可以根據(jù)之前已經讀到的數(shù)據(jù)版本號在各個副本上進行選擇性讀取

③如果只需要弱一致性，則可以選擇任意副本讀取。

選擇primary更新數(shù)據(jù)：

①以新primary的版本為準，其他版本認為是臟數(shù)據(jù)

②以最高版本為準，新primary同步到最新版本

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實例：

Zookeeper 使用的 paxos 協(xié)議本身就是利用了 Quorum機制，后面介紹。
當利用 paxos 協(xié)議外選出 primary 后，Zookeeper 的更新就由 primary 節(jié)點控制，每次更新操作，primary 節(jié)點只需更新超過半數(shù)（含自身）的節(jié)點后就返回用戶成功。每次更新操作都會遞增各個節(jié)點的版本號（xzid）。當 primary 節(jié)點異常，利用 paxos 協(xié)議選舉新的 primary 時，每個節(jié)點都會以自己的版本號發(fā)起 paxos 提議，從而保證了選出的新 primary 是某個超過半數(shù)副本集合中版本號最大的副本。但是新 primary 的版本號未必是一個最新已提交的版本，可能是一個只更新了少于半數(shù)副本的中間態(tài)的更新版本，此時新primary 完成與超過半數(shù)的副本同步后，這個版本的數(shù)據(jù)自動滿足 quorum 的半數(shù)要求；另一方面，新 primary 的版本可能是一個最新已提交的版本，但可能會存在其他副本沒有參與選舉但持有一個大于新 primary 的版本號的數(shù)據(jù)（中間態(tài)版本），此時這樣的中間態(tài)版本數(shù)據(jù)將被認為是臟數(shù)據(jù)，在與新 primary 進行數(shù)據(jù)同步時被 zookeeper 丟棄。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的分布式系统Quorum机制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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