通俗易懂!从中国男篮输球谈一谈分布式Gossip协议

分布式协议，是分布式中的难点，很多程序员都难以理解什么是协议？作用是什么？为何要如此实现？以及其中的算法精髓，今天我们通过中国男篮的例子，来讲一讲，分布式协议中的Gossip协议。
首先，我们应该理解分布式协议是做什么的，分布式，意味着多机部署，那么，不同机器之间是如何进行通信的呢？我们将不同机器之间的交流称之为协议，主要用来分布式环境下不同机器之间的通信，保证集群下不同机器间的数据交流与数据一致性

Gossip协议，是一个比较简单的分布式协议，它的小名又叫留言传播，被广泛应用到各个系统当中，Redis官方多机部署方案中，亲儿子RedisCluster用的正是Gossip协议。

基本原理

在Gossip协议中，是怎么运作的呢？简单来说，就是当一个人得到新的消息之后（可以是发现新节点，也可以是发现某个机器挂了），就会随机向他的周边节点传播，最后整个集群都知道这个消息。好比中国男篮输球了，易建联空砍24分，大家开始纷纷对周边的人说，可以发朋友圈，可以大声咆哮，可以在群里抱怨，最后大家都知道了最终结果，这便是Gossip协议的基本原理。为了节约资源，一般Gossip的实现方法都是限定每隔单位时间，像其他人进行发送，好比你不会一下子对所有朋友都说中国男篮的消息，那样子对服务的压力就太大了，不能因为机器间的同步占用大量资源而无法保证机器正常服务。

最终一致性

在Gossip协议中，每个机器都能传播自己的最新消息，那么如何保证数据是正确的呢？答案是不能保证数据是每时每刻所有机器上面的数据都是对的，但是可以保证数据最终是对的，也就是最终一致性。好比中国男篮对波兰的比赛进行到第四节最后40秒，中国队领先3分，这个时候，有点节点就开始对外播报“稳了稳了，中国男篮挺进第二轮”。这条消息开始在集群里面进行传播，很快就有机器信以为真了。很快，又要机器发现了，周琦进攻犯规，并且连续失误，双方分差只差1分，悬了!并且将这条消息进行广播。这个时候之前收到中国队赢了的消息节点，慢慢的收到了这条消息，发现冲突了！怎么办！会进行版本号对比，在中国男篮的例子中，也就是对比比赛的时间，发现新的消息更新，把自己的状态更新为中国队悬了。同理，到了加时赛最后，有的机器开始开始广播“赵睿拼尽全力5犯，易建联错失绝杀”，整个集群都知道了，中国男篮输了，并且随着消息的扩散，最终整个集群都保持这个状态，这个时候有可能有的节点才刚刚收到“稳了稳了”的消息，但是通过版本号对比，抛弃了这个状态，从而保证集群最终状态的一致。

　　节点发现

Gossip协议是一个去中心化的协议，也就是说没有中心结点，如何理解这一点呢？那么当集群扩容的时候，其他机器是如何知道的呢？在Gossip协议中，每个机器都会维护者一个其他机器列表，就好比每个人心中，自己的好友，有哪些人也看球。到了昨天晚上，有人发了中国男篮输球了，周琦大魔王。这个时候，你会惊讶，原来这个人也看球，并且把他加到了看球列表中，下次有空的时候，你就会跟其他朋友说，某某某也是看球的，很快整个集群就知道了，新加入一台新的机器了。

节点移除

Gossip协议的一大重大作用，便是移除不可用的节点，我们来谈一谈RedisCluster中，Gossip协议是如何移除不可用节点的。当实例A发现实例B不可用的时候，就会对集群传播一条消息，说实例B不可用，当其他实例接收到这个消息时候，会对实例B进行探测，如果实例C发现实例B也不可用，也会跟着发出实例B不可用的信息。当集群里面，发出实例B不可用的数量超过一半的时候（多数派原则），就会发出一条新的消息，实例B确实不可用，进行主备切换！强制集群其他机器，断开实例B的连接，使用或者投票出实例B的Slave实例。

总结

Gossip协议，扩展性强，可以随便增减机器，容错率高，没有中心节点，又能保证最终一致性，关键是实现起来也是较为简单，所以被广泛的应用。

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