分散式系統理論 - 從放棄到入門

隨承載用戶數量的增加和容災的需要，越來越多互聯網後台系統從單機模式切換到分散式集群。回顧自己畢業五年來的工作內容，同樣有這樣的轉變。

畢業頭兩年負責維護運行在刀片機上的業務，在機房裡拔插單板的日子是我逝去的青春。設備之間通過VCS組成冷備，但即使有雙機軟體保護，宕機、網路丟包等問題發生時業務仍會受影響。這樣的系統架構下為保證SLA，有時候需要深入Linux系統內核或硬體層面分析機器重啟的原因。

接下來負責維護承載在分散式集群上的業務，相比前面的工作，這個階段主要關注點不是單節點的異常，更多是系統整體的穩定和健壯。面對紛繁複雜的系統，剛開始的時候有這樣的感覺：

龐大複雜的分散式系統前，應該從哪方面入手提升對其的認識和理解、提升專業性？網上可以找到很多分散式系統相關的論文和資料，但歸納起來要表達的主要意思是什麼？

結合自己這幾年的工作經驗，總結分散式系統的核心就是解決一個問題：不同節點間如何達成共識。

看似簡單的問題因網路丟包、節點宕機恢復等場景變得複雜，由此才衍生出很多概念、協議和理論。為探究共識問題最大能解決的程度，於是有FLP、CAP邊界理論；為在特定條件和範圍內解決該問題，於是有一致性協議Paxos、Raft、Zab和Viewstamped Replication；為構建這些協議，於是有多數派、Leader選舉、租約、邏輯時鐘等概念和方法。

2016年我閱讀了分散式系統領域一些代表性的論文和博文，圍繞「不同節點如何達成共識」這個問題，加入自己的認識和理解後有下面7篇小結：

一致性、2PC和3PC

CAP

構思和寫作技術類文章是一個辛苦的過程，一方面要閱讀很多資料並轉化成自己的理解、找到盡量不拾人牙慧的立意和角度，一方面要絞盡腦汁組織語言讓預期的讀者能夠容易理解。

但它也是一個有趣的過程，把知識捋一遍後原本一些模糊的概念變得清晰，希望這幾篇整理能為系統性地介紹分散式理論中文資料添一塊磚、加一片瓦。