分布式系统

概述

分布式系统是由多台通过网络互联的计算机组成的系统，它们协调工作以完成共同的任务，没有全局时钟或共享内存。

关键内容

核心挑战

• 没有全局时钟：每台机器有自己的本地时钟，不可能完美同步
• 网络延迟不确定：消息传播时间从微秒到数秒不等
• 进程可能崩溃：故障是常态而非异常
• 消息可能丢失或乱序

理论基础

• happened-before 关系（1978）：定义事件之间的因果顺序
• 逻辑时钟：不依赖物理时钟的因果追踪
• 共识协议：Paxos、Raft 等
• 容错理论：拜占庭将军问题、FLP 不可能性

一致性模型

模型	强度	描述
线性一致性	最强	事件顺序与物理时间一致
顺序一致性	强	所有进程看到的事件顺序一致
因果一致性	中	因果相关的事件顺序一致
最终一致性	最弱	最终所有副本收敛到相同状态

现代应用

• 云计算（AWS、Google Cloud、Azure）
• 分布式数据库（CockroachDB、TiDB、Spanner）
• 区块链（比特币、以太坊）
• 微服务架构
• 内容分发网络（CDN）

来源

• raw/books/计算机科学/13-lamport-time-clocks.md

相关

• Lamport 逻辑时钟论文 — 理论基础
• Leslie Lamport — 奠基者
• 逻辑时钟 — 核心机制
• happened-before 关系 — 基本语言
• TCP-IP — 通信基础
• Paxos — 共识协议
• 向量时钟 — 因果追踪