前言

本文是根據(jù)螞蟻課堂余勝軍老師的課程所做筆記，記錄的要點(diǎn)，部分自己的理解可能有所偏差，不當(dāng)之處會(huì)進(jìn)行修改。

CAP原則

CPA即一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分區(qū)容錯(cuò)性（Partition tolerance）。CAP三個(gè)要素不可能全部實(shí)現(xiàn)，最多實(shí)現(xiàn)兩個(gè)。一般的實(shí)際都是基于AP和CP。

而Nacos支持CP/AP兩個(gè)模式和混合模式，可以進(jìn)行切換，默認(rèn)為AP。

Eureka與Zookeeper的區(qū)別

都是分布式服務(wù)注冊(cè)中心。

zookeeper采用CP保證數(shù)據(jù)一致性，原理采用Zab原子廣播協(xié)議，當(dāng)zk集群的leader宕機(jī)后，會(huì)自動(dòng)重新選擇一個(gè)新的領(lǐng)導(dǎo)角色，在選舉過(guò)程中，zk環(huán)境不可使用。zk可運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)必須過(guò)半才能使用。

Eureka采用AP設(shè)計(jì)，完全去中心化。各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互注冊(cè)，只要有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，整個(gè)微服務(wù)就可以通訊。

Eureka與Nacos的區(qū)別

Eureka采用AP模式

Nacos采用AP+CP模式混合實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)為AP。

Eureka底層實(shí)現(xiàn)集群協(xié)議是去中心化對(duì)等，Nacos使用Raft協(xié)議會(huì)產(chǎn)生領(lǐng)導(dǎo)角色。

分布式系統(tǒng)一致性算法

分布式系統(tǒng)一致性算法是用來(lái)保證集群節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性的問(wèn)題。

有raft（nacos）、zab（zookeeper）、paxos等。

Zab協(xié)議集群模式原理

Zab是中心化思想的集群模式，zookeeper采用的便是此協(xié)議。

zookeeper為了保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性，需要滿足大多數(shù)情況，即多數(shù)節(jié)點(diǎn)可用時(shí)集群才能工作，>n/2+1個(gè)節(jié)點(diǎn)可用。

在zookeeper集群中有領(lǐng)導(dǎo)者和跟隨者，對(duì)每個(gè)結(jié)點(diǎn)有比較其能力的myid值，根據(jù)能力值的大小選擇出領(lǐng)導(dǎo)者。不過(guò)一旦啟動(dòng)的可用節(jié)點(diǎn)過(guò)半后選擇出了領(lǐng)導(dǎo)者后，就不會(huì)再選舉領(lǐng)導(dǎo)者了，除非當(dāng)前領(lǐng)導(dǎo)者宕機(jī)。

Zab數(shù)據(jù)一致性

所有的寫(xiě)請(qǐng)求統(tǒng)一交給領(lǐng)導(dǎo)角色實(shí)現(xiàn)，領(lǐng)導(dǎo)角色寫(xiě)完數(shù)據(jù)之后，領(lǐng)導(dǎo)角色再將數(shù)據(jù)同步給每個(gè)節(jié)點(diǎn)。

數(shù)據(jù)同步采用2pc兩階段提交協(xié)議

如上圖，先去比較zxid的大小，將zxid大的作為領(lǐng)導(dǎo)角色。如果zxid相同，則比較myid，myid大的作為領(lǐng)導(dǎo)者。

每次寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，領(lǐng)導(dǎo)角色會(huì)攜帶上自己zxid去詢問(wèn)跟隨者，若有過(guò)半的跟隨者回應(yīng)，則進(jìn)行寫(xiě)入操作，并將領(lǐng)導(dǎo)者的zxid寫(xiě)給同步的跟隨者。

Raft協(xié)議選舉實(shí)現(xiàn)原理

Raft協(xié)議中有三種狀態(tài)：跟隨者、競(jìng)選者、領(lǐng)導(dǎo)者。

默認(rèn)情況下每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是跟隨者，每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)隨機(jī)生成一個(gè)選舉的超時(shí)時(shí)間，在這個(gè)超時(shí)的時(shí)間范圍類(lèi)節(jié)點(diǎn)必須要等待。

超時(shí)時(shí)間過(guò)后，當(dāng)前結(jié)點(diǎn)有跟隨者變?yōu)楦?jìng)選者，會(huì)給其他發(fā)出選舉的投票通知，只要該競(jìng)選者有超過(guò)半數(shù)以上即可成為領(lǐng)導(dǎo)者。

超時(shí)時(shí)間短的成為領(lǐng)導(dǎo)者的可能大。

Raft隨機(jī)數(shù)一樣的處理方式

如果所有節(jié)點(diǎn)的超時(shí)隨機(jī)數(shù)都是一樣的情況下，當(dāng)前投票全部作廢，重新生成超時(shí)時(shí)間。
如果多個(gè)節(jié)點(diǎn)生成的隨機(jī)數(shù)一樣，得票高的為領(lǐng)導(dǎo)者。如果票數(shù)完全一樣，直接作廢。

集群節(jié)點(diǎn)建議為奇數(shù)。

Raft故障重新選舉

如果跟隨者節(jié)點(diǎn)不能及時(shí)收到領(lǐng)導(dǎo)角色的消息，那么跟隨者就會(huì)變?yōu)楦?jìng)選者，給其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送選舉投票通知，有過(guò)半票數(shù)則稱為領(lǐng)導(dǎo)者。

Raft采用日志復(fù)制形式同步數(shù)據(jù)

所有的寫(xiě)請(qǐng)求都交給領(lǐng)導(dǎo)者，將請(qǐng)求操作寫(xiě)入日志，標(biāo)記該狀態(tài)為未提交狀態(tài)。
為了提交該日志，領(lǐng)導(dǎo)者就會(huì)將日志以心跳形式發(fā)送給其他跟隨者，只要滿足過(guò)半的跟隨者可以寫(xiě)入該數(shù)據(jù)，則直接通知其他節(jié)點(diǎn)同步該數(shù)據(jù)，這個(gè)過(guò)程稱為日志復(fù)制。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的五、Nacos集群部署实现原理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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