分布式系统——Quorum机制

WARO协议

WARO(Write All Read one)是一种简单的副本控制协议，当Client请求向某副本写数据时(更新数据)，只有当所有的副本都更新成功之后，这次写操作才算成功，否则视为失败。
从这里可以看出两点：
①写操作很脆弱，因为只要有一个副本更新失败，此次写操作就视为失败了。
②读操作很简单，因为，所有的副本更新成功，才视为更新成功，从而保证所有的副本一致。这样，只需要读任何一个副本上的数据即可。假设有N个副本，N-1个都宕机了，剩下的那个副本仍能提供读服务；但是只要有一个副本宕机了，写服务就不会成功。

Quorum

Quorum机制是“抽屉原理”的一个应用。定义如下：假设有N个副本，更新操作wi 在W个副本中更新成功之后，才认为此次更新操作wi 成功。称成功提交的更新操作对应的数据为：“成功提交的数据”。对于读操作而言，至少需要读R个副本才能读到此次更新的数据。其中，W+R>N ，即W和R有重叠。一般，W+R=N+1
假设系统中有5个副本，W=3，R=3。初始时数据为(V1，V1，V1，V1，V1）–成功提交的版本号为1
当某次更新操作在3个副本上成功后，就认为此次更新操作成功。数据变成：(V2，V2，V2，V1，V1）–成功提交后，版本号变成 2
因此，最多只需要读3个副本，一定能够读到V2(此次更新成功的数据)。而在后台，可对剩余的V1 同步到V2，而不需要让Client知道。

Quorum机制分析

无法保证强一致性

仅仅通过Quorum机制无法确定最新已经成功提交的版本号。
比如，上面的V2 成功提交后（已经写入W=3份），尽管读取3个副本时一定能读到V2，如果刚好读到的是(V2，V2，V2），则此次读取的数据是最新成功提交的数据，因为W=3，而此时刚好读到了3份V2。如果读到的是（V2，V1，V1），则无法确定是一个成功提交的版本，还需要继续再读，直到读到V2的达到3份为止，这时才能确定V2 就是已经成功提交的最新的数据。
（如果读到（v1,v1,v2），这种情况是不能马上给客户端返回的，因为不管返回v1还是v2，都可能不对。在Quorum下，此时还无法确认最新成功的版本是v1还是v2，因此还需要继续读，只有某个版本读到＞＝W才能确认。）
1）如何读取最新的数据？—在已经知道最近成功提交的数据版本号的前提下，最多读R个副本就可以读到最新的数据了。
2）如何确定 最高版本号 的数据是一个成功提交的数据？—继续读其他的副本，直到读到的 最高版本号副本 出现了W次。

基于Quorum机制选择 primary（副本同步过程）

中心节点(服务器)读取R个副本，选择R个副本中版本号最高的副本作为新的primary。
新选出的primary不能立即提供服务，还需要与至少与W个副本完成同步后，才能提供服务—为了保证Quorum机制的规则：W+R>N
至于如何处理同步过程中冲突的数据，则需要视情况而定。
比如，(V2，V2，V1，V1，V1），R=3，如果读取的3个副本是：(V1，V1，V1)则高版本的 V2需要丢弃。（可以理解为写入失败，没有超半数）
如果读取的3个副本是（V2，V1，V1），则低版本的V1需要同步到V2