分布式系统设计之租约

分布式系统的基本架构
在现在的分布式系统架构中，绝大多数是采用Master/Slave的架构，只有极少部分采用P2P架构。也就是有Master管理各个Slave，包括元数据，负载等，Master决定Client能访问哪些Slave节点。
访问一般流程如下：
1.Client向Master发送请求，需要读取数据。
2.Master根据元数据，负载等信息，选择可以访问的Slave。然后将Slave的地址信息返回给Client.
3.Client根据Master返回的信息，访问对应的Slave，读取数据
4.Slave响应Client的请求，将数据返回给Client。具体如下图。
从上面的架构来看，Client所有的请求都需要经过Master，然后才能访问到对应Slave。这样当Client请求量非常大时，就会造成Master的压力非常大，甚至可能引起宕机。如果Client能够使用缓存，那就可以大大减少Master请求，减轻服务器的压力。但是缓存怎么保证一致性呢？接下来分享一下google的Chubby使用的租约机制。

租约的基本原理
Chubby实现租约的方式是这样的。
1.当Master向Client发起一个响应时，Client会将对应的Slave信息缓存在客户端，并设置失效时间，同时Client向Master发起一个请求，请求续租，同时带上时间戳。
2.Master为每一个客户端维护一个时钟。当Master检测Slave可以正常提供访问时，会在快过期时响应Client请求。这是Client收到请求后，更新失效时间，并重新向Master发送续租请求。
3.当Master判断Slave无法访问或者负载过高需要切换时，Master会将新的Slave地址响应给Client，这是Client会更新缓存以及失效时间，再重复上面的步骤1。
4.如果Client没有接收到Master续租成功的响应，缓存超时失效。同时客户端会等待一定时间，比如1s。如果在此期间收到Master响应，则认为续租成功，缓存生效。否则将重新请求。
通过上面的租约，客户端就可以保证缓存的一致性。从而可以让客户端最大限度的使用本地缓存，而不用去请求Master。