标签：
一，租约机制介绍
在分布式系统中，往往会有一个中心服务器节点。该节点负责存储、维护系统中的元数据。如果系统中的各种操作都依赖于中心服务器上的元数据，那么中心服务器很容易成为性能瓶颈及存在单点故障。而通过租约机制，可以将中心服务器的“权力”下放给其他机器，就可以减轻中心服务器的压力。当然，租约机制还有许多其他的用途：比如，确定集群中结点的状态，还可以实现分布式下的读写锁……
如下图，GFS master颁发租约给某个chunk server，让它成为Primary 副本，当有多个client并发更新数据块时，由Primary副本确定并发更新该数据块的顺序。GFS master 将权力下放给 chunk server，缓解了一定的压力。
当然，也可以将中心服务器（元数据服务器）设计成集群的形式。这样，也避免了中心服务器成为瓶颈问题。比如，消息服务器：RocketMQ。其中生产者和消费者都需要NameServer来确定订阅关系，将NameServer做成无状态的集群，这里就不需要租约机制了。
对于租约而言，就有发布租约方 和 接收租约方。租约规定的内容可以多种多样（这也是租约具有各种应用场景的原因）。发布租约方一般为上面提到的中心服务器，中心服务器保证在租约的有效期内承诺租约规定的内容的保持不变。
比如，分布式缓存系统，元数据服务器(中心服务器)给各个Client发布租约，承诺在租约有效期内不会更改元数据。这样，各个Client只要检查它的租约未过期，就可以直接从本地读取缓存的元数据，而不是每次都访问元数据服务器获得元数据。
二，租约机制分析
①租约机制保证缓存的一致性
服务器发出Lease后，会保证在Lease的有效期内不改变数据。这样，收到Lease的Client在有效期内可以放心地使用数据。在这个有效期内，Client 缓存的数据和 服务器上的数据是一致的。
存在的问题：
1)服务器修改元数据时，需要 阻塞所有的读请求，此时服务器不能发出新的Lease。以防止新发出的Lease保证的数据与服务器刚才修改的数据不一致。
解决方法：读请求到来时，直接返回数据，不颁发Lease
2)服务器需要等待直至所有的Client的Lease都过期后，再才颁发新“修改”后的Lease。因此，此时服务器上的数据修改了，生成了一个新的Lease版本，需要等到Client上所有的老Lease过期后，该新Lease版本才能分布给Client。
解决方法：服务器主动通知持久Lease的Client放弃当前的Lease，并请求新Lease
②租约机制能够很好地容纳网络错误异常
1）Lease颁发过程只依赖于单向的网络通信
服务器颁发Lease后，即使Client没有收到（Client宕机、网络异常），服务器只要等到Lease超时，就可以保证Client不再cache数据，从而可以放心地修改数据而不会破坏cache的一致性。
2）一旦Lease被Client接收，后续Lease机制不再依赖于网络通信。
3）对宕机节点有很好的容错性
颁发Lease的节点宕机了，宕机的颁发者改变不了已经颁发出的Lease的约定，不会影响Lease的正确性。
拥有Lease的节点宕机了，颁发者也不需要做容错处理，只需要等待Lease到期了，就可以收回承诺进行下一步处理。
③租约机制确定节点的状态
在网络中，如何确定某个节点的状态呢？由于网络故障(网络分化)的存在，采用“心跳”机制确定节点的状态会有一些不足。
比如，A、B、C三个节点互为副本，A为primary，Q负责判断A、 B 、C的状态。如果A正常工作，但是A 、Q之间的网络异常，Q也会认为A出现了问题了，于是 Q 重新选择B作为primary，这里会导致“双主”问题。
这里的本质是：Q认为A异常了，但是A自己不认为自己异常。即，由于网络分化造成系统对于“节点状态”认知的不一致。
解决方法有两个：1）可以使用全体协商确定谁为primary(Paxos算法) ，这是一种去中心化协议
2）采用Lease机制
Q收到 A 、B 、C 的heart beat后，给它们颁发一个Lease，表示已经知道了它们的状态，这样 A 、B 、C 可以在有效期内正常工作。同时，Q 可以给 A一个特殊的Lease，表示A可以作为primary工作。当需要切换primary时，只需要等到A的Lease过期，Q给另外节点颁发表示 primary的Lease即可。
三，参考资料
《分布式系统原理介绍》--刘杰
分布式系统概念--第一篇 一致性协议、一致性模型、拜占庭问题、租约、副本协议
标签：
原文地址：http://www.cnblogs.com/hapjin/p/5620542.html
