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88## 背景
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10-
11-
12- ## Paxos 算法介绍
13-
1410Paxos 算法是 Leslie Lamport（[ 莱斯利·兰伯特] ( https://zh.wikipedia.org/wiki/莱斯利·兰伯特 ) ）在 ** 1990** 年提出了一种分布式系统 ** 共识** 算法。这也是第一个被证明完备的共识算法（前提是不存在拜占庭将军问题，也就是没有恶意节点）。
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16- 为了介绍 Paxos 算法，兰伯特专门写了一篇幽默风趣的论文。在这篇论文中，他虚拟了一个叫做 Paxos 的希腊城邦来更形象化地介绍 Paxos 算法。
12+ 为了介绍 Paxos 算法，兰伯特专门写了一篇幽默风趣的论文。在这篇论文中，他虚拟了一个叫做 Paxos 的希腊城邦来更形象化地介绍 Paxos 算法。
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1814不过，审稿人并不认可这篇论文的幽默。于是，他们就给兰伯特说：“如果你想要成功发表这篇论文的话，必须删除所有 Paxos 相关的故事背景”。兰伯特一听就不开心了：“我凭什么修改啊，你们这些审稿人就是缺乏幽默细胞，发不了就不发了呗！”。
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2420论文发表之后，各路学者直呼看不懂，言语中还略显调侃之意。这谁忍得了，在 ** 2001** 年的时候，兰伯特专门又写了一篇 [ 《Paxos Made Simple》] ( http://lamport.azurewebsites.net/pubs/paxos-simple.pdf ) 的论文来简化对 Paxos 的介绍，主要讲述两阶段共识协议部分，顺便还不忘嘲讽一下这群学者。
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26- 《Paxos Made Simple》这篇论文就 14 页，相比于 《The Part-Time Parliament》的33 页精简了不少。最关键的是这篇论文的摘要就一句话：
22+ 《Paxos Made Simple》这篇论文就 14 页，相比于 《The Part-Time Parliament》的 33 页精简了不少。最关键的是这篇论文的摘要就一句话：
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2824![ ] ( ./images/paxos/paxos-made-simple.png )
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3430有没有感觉到来自兰伯特大佬满满地嘲讽的味道？
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32+ ## 介绍
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34+ Paxos 算法是第一个被证明完备的分布式系统共识算法。共识算法的作用是让分布式系统中的多个节点之间对某个提案（Proposal）达成一致的看法。提案的含义在分布式系统中十分宽泛，像哪一个节点是 Leader 节点、多个事件发生的顺序等等都可以是一个提案。
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3636兰伯特当时提出的 Paxos 算法主要包含 2 个部分:
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3838- ** Basic Paxos 算法** ： 描述的是多节点之间如何就某个值(提案 Value)达成共识。
3939- ** Multi-Paxos 思想** ： 描述的是执行多个 Basic Paxos 实例，就一系列值达成共识。Multi-Paxos 说白了就是执行多次 Basic Paxos ，核心还是 Basic Paxos 。
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41- 由于 Paxos 算法在国际上被公认的非常难以理解和实现，因此不断有人尝试简化这一算法。到了2013 年才诞生了一个比 Paxos 算法更易理解和实现的共识算法—[ Raft 算法] ( https://javaguide.cn/distributed-system/theorem&algorithm&protocol/raft-algorithm.html ) 。更具体点来说，Raft 是Multi-Paxos的一个变种 ，其简化了 Multi-Paxos 的思想，变得更容易被理解以及工程实现。
41+ 由于 Paxos 算法在国际上被公认的非常难以理解和实现，因此不断有人尝试简化这一算法。到了 2013 年才诞生了一个比 Paxos 算法更易理解和实现的共识算法—[ Raft 算法] ( https://javaguide.cn/distributed-system/theorem&algorithm&protocol/raft-algorithm.html ) 。更具体点来说，Raft 是 Multi-Paxos 的一个变种 ，其简化了 Multi-Paxos 的思想，变得更容易被理解以及工程实现。
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43- 针对没有恶意节点的情况，除了 Raft 算法之外，当前最常用的一些共识算法比如 ZAB 协议、 Fast Paxos 算法都是基于 Paxos 算法改进的。
43+ 针对没有恶意节点的情况，除了 Raft 算法之外，当前最常用的一些共识算法比如 ** ZAB 协议** 、 ** Fast Paxos** 算法都是基于 Paxos 算法改进的。
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45- 针对存在恶意节点的情况，一般使用的是工作量证明 （POW，Proof-of-Work）、 权益证明（PoS，Proof-of-Stake ）等共识算法。这类共识算法最典型的应用就是区块链，就比如说前段时间以太坊官方宣布其共识机制正在从工作量证明(PoW)转变为权益证明(PoS)。
45+ 针对存在恶意节点的情况，一般使用的是 ** 工作量证明 （POW，Proof-of-Work）** 、 ** 权益证明（PoS，Proof-of-Stake ）** 等共识算法。这类共识算法最典型的应用就是区块链，就比如说前段时间以太坊官方宣布其共识机制正在从工作量证明(PoW)转变为权益证明(PoS)。
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4747区块链系统使用的共识算法需要解决的核心问题是 ** 拜占庭将军问题** ，这和我们日常接触到的 ZooKeeper、Etcd、Consul 等分布式中间件不太一样。
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4949下面我们来对 Paxos 算法的定义做一个总结：
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5151- Paxos 算法是兰伯特在 ** 1990** 年提出了一种分布式系统共识算法。
52- - 兰伯特当时提出的 Paxos 算法主要包含 2 个部分: Basic Paxos 算法和Multi -Paxos 思想。
52+ - 兰伯特当时提出的 Paxos 算法主要包含 2 个部分: Basic Paxos 算法和 Multi -Paxos 思想。
5353- Raft 算法、ZAB 协议、 Fast Paxos 算法都是基于 Paxos 算法改进而来。
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55- ## 一致性（Consistency）与共识（Consensus）
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57- 很多人会误把 Paxos 看作是一致性算法，这其实是一个非常大的误区。
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59- ⚠️注意：** Paxos 不是一致性算法而是共识算法，一致性和共识并不是一个概念。**
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62-
6355## Basic Paxos 算法
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6557Basic Paxos 中存在 3 个重要的角色：
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67- 1 . ** 提议者（Proposer）** ：也可以叫做协调者（coordinator），提议者负责接受客户端发起的提议，然后尝试让接受者接受该提议，同时保证即使多个提议者的提议之间产生了冲突，那么算法都能进行下去；
68- 2 . ** 接受者（Acceptor）** ：也可以叫做投票员（voter），负责对提议者的提议投票 ，同时需要记住自己的投票历史；
59+ 1 . ** 提议者（Proposer）** ：也可以叫做协调者（coordinator），提议者负责接受客户端的请求并发起提案。提案信息通常包括提案编号 (Proposal ID) 和提议的值 (Value)。
60+ 2 . ** 接受者（Acceptor）** ：也可以叫做投票员（voter），负责对提议者的提案进行投票 ，同时需要记住自己的投票历史；
69613 . ** 学习者（Learner）** ：如果有超过半数接受者就某个提议达成了共识，那么学习者就需要接受这个提议，并就该提议作出运算，然后将运算结果返回给客户端。
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7163![ ] ( https://img-blog.csdnimg.cn/20210603145613753.png )
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65+ 为了减少实现该算法所需的节点数，一个节点可以身兼多个角色。并且，一个提案被选定需要被半数以上的 Acceptor 接受。这样的话，Basic Paxos 算法还具备容错性，在少于一半的节点出现故障时，集群仍能正常工作。
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7367## Multi Paxos 思想
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75- 因为兰伯特提到的 Multi-Paxos 思想，缺少代码实现的必要细节(比如怎么选举领导者)，所以在理解上比较难。
69+ Basic Paxos 算法的仅能就单个值达成共识，为了能够对一系列的值达成共识，我们需要用到 Basic Paxos 思想。
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71+ ⚠️** 注意** ： Multi-Paxos 只是一种思想，这种思想的核心就是通过多个 Basic Paxos 实例就一系列值达成共识。也就是说，Basic Paxos 是 Multi-Paxos 思想的核心，Multi-Paxos 就是多执行几次 Basic Paxos。
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77- ⚠️ ** 注意 ** ： Multi-Paxos 只是一种思想，这种思想的核心就是通过多个 Basic Paxos 实例就一系列值达成共识 。
73+ 由于兰伯特提到的 Multi-Paxos 思想缺少代码实现的必要细节(比如怎么选举领导者)，所以在理解和实现上比较困难 。
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79- 二阶段提交是达成共识常用的方式，Basic Paxos 就是通过二阶段提交的方式来达成共识。Basic Paxos 还支持容错，少于一般的节点出现故障时，集群也能正常工作 。
75+ 不过，也不需要担心，我们并不需要自己实现基于 Multi- Paxos 思想的共识算法，业界已经有了比较出名的实现。像 Raft 算法就是 Multi- Paxos 的一个变种，其简化了 Multi-Paxos 的思想，变得更容易被理解以及工程实现，实际项目中可以优先考虑 Raft 算法 。
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8177## 参考
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