2020年贵州南方电网招聘考试计算机专业考点：分布式锁服务Chubby

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1. 分布式锁服务Chubby

Chubby是Google设计的提供粗粒度锁服务的一个文件系统，它基于松耦合分布式系统，
解决了分布的一致性问题。通过使用Chubby的锁服务，用户可以确保数据操作过程中的一致性。不过值得注意的是，这种锁只是一种建议性的锁（Advisory Lock）而不是强制性的锁（Mandatory Lock），如此选择的目的是使系统具有更大的灵活性。
GFS使用Chubby来选取一个GFS主服务器，Bigtable使用Chubby指定一个主服务器并发现、控制与其相关的子表服务器。除了最常用的锁服务之外，Chubby还可以作为一个稳定的存储系统存储包括元数据在内的小数据。同时Google内部还是用Chubby进行名字服务器（Name Server）。本节首先简要介绍Paxos算法，因为Chubby内部一致性问题的实现用到了Paxos算法；然后围绕Chubby系统的设计和实现展开讲解。通过本节的学习读者应该对分布式系统中一致性问题的一般性算法有初步的了解，着重掌握Chubby系统设计和实现的精髓。

1. Paxos算法

Paxos算法是由供职于微软的Leslie Lamport最先提出的一种基于消息传递（Message Passing）的一致性算法。在目前所有的一致性算法中，该算法最常用而且被认为是最有效的。要想了解Paxos算法，我们首先 要知道什么是分布式系统中的一致性问题，因为Paxos算法就是为了解决这个问题而提出的。简单的说分布式系统的一致性问题，就是如何保证系统中初始状态相同的各个节点在执行相同的操作序列时，看到的指令序列是完全一致的，并且最终得到完全一致的结果。在Lamport提出的Paxos算法中节点被分成了三种类型：proposers、acceptors和learners。其中proposers提出决议（Value），acceptors批准决议，learners获取并使用已经通过的决议。一个节点可以兼有多重类型。在这种情况下，满足以下三个条件就可以保证数据的一致性：

1. 决议只有在被proposers提出后才能批准。
2. 每次只批准一个决议。
3. 只有决议确定被批准后learners才能获取这个决议。

Lamport通过约束条件的不断加强，最后得到了一个可以实际运用到算法中的完整约束条件：如果一个编号为n的提案具有值v，那么存在一个多数派，要么他们中没有人批准过编号小于n的任何提案，要么他们进行的最近一次批准具有值v。为了保证决议的唯一性，acceptors也要满足一个如下的约束条件：当且仅当acceptors没有收到编号大于n的请求时，acceptors才批准编号为n的提案。
在这些约束条件的基础上，可以将一个决议的通过分成两个阶段。

1. 准备阶段：proposers选择一个提案并将它的编号设为n，然后将它发送给acceptors中的一个多数派。acceptors收到后，如果提案的编号大于它已经恢复的所有消息，则acceptors将自己上次的批准回复给proposers，并不再批准小于n的提案。
2. 批准阶段：当proposers接收到acceptors中的这个多数派回复后，就向回复请求的acceptors发送accept请求，在符合acceptors一方的约束条件下，acceptors收到accept请求后即批准这个请求。

为了减少决议发布过程中的消息量，acceptors将这个通过的决议发送给learners的一个子集，然后由这个子集中的learners去通知所有其他的learners。一般情况下，以上的算法过程就可以成功的解决一致性问题，但是也有特殊情况。根据算法一个编号更大的提案会终止之前的提案过程，如果两个proposer在这种情况下都转而提出一个编号更大的提案，那么就可能陷入活锁。此时需要选举出一个president，仅允许president提出提案。
以上只是简要的向大家介绍了Paxos算法的核心内容，关于更多的实现细节读者可以参考Lamport关于Paxos算法实现的文章。

作者：中共上海市委党校马克思主义学院副院长、教授，上海市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心研究员 陈方刘

“难道祖国是抽象的吗”

5000多年来，中华民族之所以能够经受住无数难以想象的风险和考验，始终保持旺盛生命力，生生不息、薪火相传，同中华民族具有深厚持久的爱国主义传统是密不可分的。

在“修身、齐家、治国、平天下”的精神影响下，中华民族形成了浓厚的家国情怀，仁人志士把“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”作为人生理想。即使一时实现不了“平天下”的夙愿，也要坚持“穷则独善其身，达则兼济天下”的人生信条。在历史长河中，爱国主义精神始终是中华民族的民族精神核心，去不掉、打不破、灭不了，是激励各族人民自强不息的强大精神力量。

爱国主义是一个历史范畴，每个时代都有不同的内涵和重点。在当代中国，祖国的命运与党的命运、社会主义的命运密不可分。只有坚持爱国和爱党、爱社会主义相统一，爱国主义才是鲜活的、真实的。这是当代中国爱国主义精神最重要的体现。

爱国是每个中国人应尽的崇高道德义务。把爱国与爱党、爱社会主义统一起来，有利于通过情感认同来增强政治认同，通过文化自信来坚定道路自信、理论自信、制度自信。

 
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