【分布式】分布式中的时钟

一、物理时钟 vs 逻辑时钟

时钟的存在主要是为了标识事件的发生顺序。

分布式系统不使用物理时钟记录事件，分布式系统中每个节点记录的时间并不一样，即使设置了 NTP 时间同步节点间也存在毫秒级别的偏差

所以需要有另外的方法记录事件顺序关系，这就是逻辑时钟

二、Lamport timestamps

Lamport时间戳是一种逻辑时钟的表示方法。

分布式系统中按是否存在节点交互可分为三类事件，一类发生于节点内部，二是发送事件，三是接收事件

Lamport时间戳的规则是这样的

• 每个事件对应一个Lamport时间戳，初始值为0
• 如果事件在节点内发生，时间戳加1
• 如果事件属于发送事件，时间戳加1并在消息中带上该时间戳
• 如果事件属于接收事件，时间戳 = Max(本地时间戳，消息中的时间戳) + 1

通过该定义，可以根据Lamport时间戳进行比较，能获得事件的偏序关系

但当两个事件相同时，由定义可以得知，这种情况只可能出现在两个机器上，所以可以事先对机器编号，根据机器的编号能得到两个时间戳相同的事件的顺序。

也就是说，这种情况下的所有事件都有相对顺序，没有同时发生一说。图1中事件B4和事件C3没有因果关系，属于同时发生事件，但Lamport时间戳定义两者有先后顺序。

三、Vector clock

Vector clock是在Lamport时间戳基础上演进的另一种逻辑时钟方法，它通过vector结构不但记录本节点的Lamport时间戳，同时也记录了其他节点的Lamport时间戳。Vector clock的原理与Lamport时间戳类似，使用图例如下：

同时发生：在两个节点上，两个事件的时间戳大小关系不一致，比如图2中节点B上的第4个事件 (A:2，B:4，C:1) 与节点C上的第2个事件 (B:3，C:2) ，分别是B大和C大，则这两个事件就是同时发生的。