无主复制系统(2)-读写quorum

携手创作，共同成长！这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第28天，点击查看活动详情

图-10中，三副本若有两个以上完成处理，写即可认为成功了。若三副本中只有一个完成写入，会怎样？到底几个副本完成才能认为写成功？

成功写操作，要求三副本的至少两个完成，即至多有一个副本可能包含旧值。因此，在读取时需至少向两个副本发起读请求，通过版本号可确定一定至少有一个包含新值。若第三个副本停机或响应慢，则读取仍可继续并返回最新值。

若有n副本，写入须w个节点确认，至少为每个读取查询r个节点。只要 w + r > n，我们期望在读取时获得最新值，因为r个读取中至少有一个节点最新。遵循这些r值，w值的读写称为法定人数（quorum）读写。也可认为r和w是判定读、写是否有效的最低票数。

Dynamo风格DB的参数n，w和r一般可配置。常见选择是n为奇数（3或5）并设置 $w = r =（n + 1）/ 2$（向上取整）。但可按需更改数字。如设置$w = n$和$r = 1$的写入很少且读取次数较多的工作负载可能会受益。这使得读取速度更快，但具有只有一个失败节点导致所有数据库写入失败的缺点。

集群中可能存在多于n的节点。（集群的机器数可能多于副本数目），但任何给定的值只能存储在n个节点上。这允许对数据集进行分区，从而可以支持比单个节点的存储能力更大的数据集。

仲裁条件$w + r> n$定义了系统可容忍的失效节点个数：

• 若$w <n$，若节点不可用，仍能处理写入

• 若$r <n$，若节点不可用，仍能处理读取

• 对于$n = 3，w = 2，r = 2$，可容忍一个不可用节点

• 对于$n = 5，w = 3，r = 3$，可容忍两个不可用的节点。 案例如图-11

通常，读、写操作始终并行发送到所有n个副本。 w、r决定我们等待多少个节点，即在我们认为读、写成功前，有多少个节点需报告成功。

若少于所需的w或r节点可用，则写入或读取将返回错误。节点不可用原因：因执行操作的错误（由于磁盘已满而无法写），因为节点关闭（崩溃，关闭电源)，由于客户端和服务器节点之间的网络中断等。 只关心节点是否返回了成功响应，无需区分出错具体原因。