分布式系统之 Quorum机制

对于数据存储而言，为了提高可用性（Availability），采用了副本备份，比如对于HDFS，默认每块数据存三份。但是，问题来了，当需要修改数据时，就需要更新所有的副本数据，这样才能保证数据的一致性（Consistency）。

我们先看这样一个机制：WARO机制。
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。
从这里可以看出来，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。但是一旦成功，那么我们读只需要读取其中任何一个副本就可以读到最新的数据。

Quorum机制，是一种权衡机制：

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。

   
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2. 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。

   
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3. 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。

总结出来，就是：
假设有N个副本，更新操作Wi只有在W个副本中更新成功之后，才认为此次更新操作Wi成功。而此刻对于读操作而言，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

Quorum机制无法保证强一致性

Quorum机制无法保证强一致性，强一致性就是：任何时刻任何用户或节点都可以读到最近一次成功提交的副本数据。强一致性是程度最高的一致性要求，也是实践中最难以实现的一致性。

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。
但是如果读到的是（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。

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。

参考资料
1、https://zhuanlan.zhihu.com/p/61896391