Google云計算原理-分布式鎖服務(wù)Chubby

1、分布式鎖服務(wù)Chubby12主要用于解決分布式一致性問題 在一個分布式系統(tǒng)中，有一組的Process，它們需要確定一個Value。于是每個Process都提出了一個Value，一致性就是指只有其中的一個Value能夠被選中作為最后確定的值，并且當(dāng)這個值被選出來以后，所有的Process都需要被通知到粗粒度的分布式鎖服務(wù) Chubby是Google為解決分布式一致性問題而設(shè)計的提供粗粒度鎖服務(wù)的 其他分布式系統(tǒng)可以使用它對共享資源的訪問進行同步試圖由以下三點來保證數(shù)據(jù)的一致性:（1）決議只有被proposers提出后才能批準（2）每次只批準一個決議（3）只有決議確定被批準后learners才能獲

2、取這個決議決議通過的兩個階段：決議通過的兩個階段：準備階段：準備階段：proposers選擇一個提案并將它的編號設(shè)為n，然后將它發(fā)送給acceptors中的一個“多數(shù)派”。Acceptors收到后，如果提案的編號大于它已經(jīng)回復(fù)的所有消息，則acceptors將自己上次的批準回復(fù)給proposers，并不再批準小于n的提案批準階段：批準階段：當(dāng)proposers接收到acceptors 中的這個“多數(shù)派”的回復(fù)后，就向回復(fù)請求的acceptors發(fā)送accept請求，在符合acceptors一方的約束條件下，acceptors收到accept請求后即批準這個請求解決一致性問題算法：為了減少決議發(fā)

3、布過程中的消息量，acceptors將這個通過的決議發(fā)送給learners的一個子集，然后由這個子集中的learners去通知所有其他的learners；特殊情況：如果兩個proposer在這種情況下都轉(zhuǎn)而提出一個編號更大的提案，那么就可能陷入活鎖。此時需要選舉出一個president，僅允許 president提出提案Chubby中還添加了一些新的功能特性；這種設(shè)計主要是考慮到以下幾個問題:1、開發(fā)者初期很少考慮系統(tǒng)的一致性，但隨著開發(fā)進行，問題會變得越來越嚴重。單獨的鎖服務(wù)可以保證原有系統(tǒng)單獨的鎖服務(wù)可以保證原有系統(tǒng)架構(gòu)架構(gòu)不會不會發(fā)生改變發(fā)生改變，而使用函數(shù)庫很可能需要對系統(tǒng)架構(gòu)做出大幅

4、度的改動2 2、系統(tǒng)中很多事件發(fā)生是需要告知其他用戶和服務(wù)器，使用一個基于文件系統(tǒng)的鎖服務(wù)可以將這些變動寫入文件中可以將這些變動寫入文件中。有需要的用戶和服務(wù)器直接訪問這些文件即可，避免因大量系統(tǒng)組件之間事件通信帶來系統(tǒng)性能下降3 3、基于鎖的開發(fā)接口容易被開發(fā)者接受。雖然在分布式系統(tǒng)中鎖的使用會有很大的不同，但是和一致性算法相比，鎖顯然被更多的開發(fā)者所熟知Paxos算法實現(xiàn)過程中需要一個“多數(shù)派”就某個值達成一致，本質(zhì)上就是分布式系統(tǒng)中常見的quorum機制；為保證系統(tǒng)高可用性，需要若干臺機器，但使用單獨鎖服務(wù)的話一臺機器也能保證這種高可用性Chubby設(shè)計過程中一些細節(jié)問題值得關(guān)注：在Ch

5、ubby系統(tǒng)中采用了建議性的鎖而沒有采用強制性的鎖。兩者的根本區(qū)別在于用戶訪問某個被鎖定的文件時，建議性的鎖不會阻止訪問，而強制性的鎖則會阻止訪問，實際上這是為了方便系統(tǒng)組件之間的信息交互另外，Chubby還采用了粗粒度（Coarse-Grained）鎖服務(wù)而沒有采用細粒度（Fine-Grained）鎖服務(wù)，兩者的差異在于持有鎖的時間，細粒度的鎖持有時間很短Chubby系統(tǒng)本質(zhì)上就是一個分布式的、存儲大量小文件的文件系統(tǒng)，它所有的操作都是在文件的基礎(chǔ)上完成Chubby最常用的鎖服務(wù)中，每一個文件就代表一個鎖，用戶通過打開、關(guān)閉和讀取文件，獲取共享（Shared）鎖或獨占（Exclusive）鎖

6、選舉主服務(wù)器過程中，符合條件的服務(wù)器都同時申請打開某個文件并請求鎖住該文件成功獲得鎖的服務(wù)器自動成為主服務(wù)器并將其地址寫入這個文件夾，以便其他服務(wù)器和用戶可以獲知主服務(wù)器的地址信息每個Chubby單元是由五個副本組成的，這五個副本中需要選舉產(chǎn)生一個主服務(wù)器，這種選舉本質(zhì)上就是一個一致性問題。實際執(zhí)行過程中，Chubby使用Paxos算法來解決 主服務(wù)器產(chǎn)生后客戶端的所有讀寫操作都是由主服務(wù)器來完成的a讀操作很簡單，客戶直接從主服務(wù)器上讀取所需數(shù)據(jù)即可a寫操作就會涉及數(shù)據(jù)一致性的問題；為了保證客戶的寫操作能夠同步到所有的服務(wù)器上，系統(tǒng)再次利用了Paxos算法需要實現(xiàn)的特性 高可用性 高可靠性 支持粗粒度的建議性鎖服務(wù) 支持小規(guī)模文件直接存儲不作考慮的特性 高性能 存儲能力1819文件系統(tǒng)中文件操作的權(quán)限有哪些？這些權(quán)限之間的互斥關(guān)系是怎樣的？Chubby系統(tǒng)本質(zhì)上就是一個分布式的、存儲大量小文件的文件系統(tǒng) Chubby中的鎖就是文件 在GFS的例子中，創(chuàng)建文件就是進行“加鎖”操作，創(chuàng)建文件成功的那個server其實就