题目描述

鸽鸽用一台土豆机器搭建了自己的博客，一开始只有几百人访问，一台土豆机器的单机系统工作非常流畅。现在有几百万人访问，一台土豆机器无法满足性能需求，给用户的体验很差。鸽鸽准备用多台土豆机器搭建一个分布式土豆系统来提高性能。

不同的用户实际访问的机器是不同的，但是效果必须得是相同。鸽鸽搭建系统时，面临的第一个问题就是，某台机器修改数据后，如何让所有的机器也获取到最新数据。一个朴素的想法，每台机器都存储一份完整的数据，任意一台机器更新数据时都将最新的数据广播给其他机器，让所有机器同时更新。但是这个办法很难保证所有机器都同时更新数据。可能第一台机器更新了数据，第二台机器还没来得及更新数据，在这期间有两个用户分别通过第一台和第二台机器来访问该数据。在这种场景中，两个用户得到的数据就会不一样，一个是新数据，一个是旧数据，这就造成了数据不一致。同时这种方法需要广播数据，性能也较低。鸽鸽想了想，决定只让一台机器作为中心节点可以更新数据，其他机器作为辅助节点可以访问但是无法更新数据。

鸽鸽的这个分布式系统中，有一个中心节点，存储、维护数据。系统中的其他节点通过访问中心节点读取、修改其上的数据。除了中心节点，其他节点初始化是没有数据的。当用户访问到某个节点，请求读取数据时，如果它没有数据就会从中心节点读取数据，然后返回给用户。如果每次用户访问数据，都要从中心节点读取数据，性能比单机系统还差。所以从中心节点获取数据的同时，会获取一个租约时间，如果当前时间不超过（不大于）租约，就将租约和数据都保存下来。下次用户访问时，如果当前时间没有超过租约（租约没到期），就直接返回数据；否则，先清空现有数据，再从中心节点读取数据。聪明的你，肯定想问，如果租约没到期直接返回数据，这个时候中心节点已经更新了数据，不也会出现数据不一致吗？你能想到这个问题，鸽鸽也能想到。所以中心节点在所有节点租约到期前，不会更新数据。中心节点会阻塞所有更新请求，将这些更新请求都按时间顺序保存下来，等所有租约全部到期后（大于最晚租约的最小时间），再一一更新。聪明的你，肯定又想问，那如果一直有其他节点从中心节点获取更晚的租约，那不是会一直无法更新数据？你能想到这个问题，鸽鸽也能想到。所以中心节点在处理完所有更新数据请求前，发送给任何节点的租约只会是当前已有的最晚租约，不会更晚。当用户访问某个节点，请求更新数据时，它会把这个请求转发给中心节点。因为只有中心节点才能更新数据，其他节点只是缓存中心节点的数据。鸽鸽给自己的这个方法取了个名字，叫租约协议。