【Java面试】Paxos和Raft协议的区别？

面试官：你简历上说了解Paxos和Raft协议，说一下你对这两个协议的了解？

我：Paxos算法和Raft算法都是用于实现分布式系统中的一致性的算法，确保不同节点之间的数据一致。

我：Paxos算法它的目标是使多个节点能够就某个值达成一致，即在分布式环境下达成共识。Paxos算法的过程比较复杂，包含多个阶段，如提议（Prepare）、学习（Accept）和提交（Commit）。它通过多轮的投票机制和消息传递来实现一致性。在Paxos中，节点可以充当提议者（Proposer）和接受者（Acceptor）的角色，节点之间通过相互通信来达成共识。

我：相对于Paxos来说，Raft算法的设计更加直观和易于理解。它将一致性问题划分为领导者选举、日志复制和安全性等几个模块。在Raft中，节点分为领导者（Leader）、跟随者（Follower）和候选者（Candidate）三种角色。领导者负责接收客户端请求，将请求转化为日志条目，并向其他节点发送日志复制请求。跟随者负责接收和复制领导者的日志，候选者则负责发起领导者选举。

面试官：你可以详细说一说Paxos算法是如何进行对某一个值达成一致的嘛？

我：
当使用Paxos算法对某个值达成一致时，它通过多轮的投票和消息传递来实现。

• 提议阶段（Prepare Phase）：

1. 发起者（Proposer）选择一个提案号（Proposal Number），通常是一个包含自己标识和一个递增序号的元组（例如：(1, 42)）。
2. 发起者向多个接受者（Acceptors）发送Prepare请求，请求中包含提案号。
3. 接受者收到Prepare请求后，如果收到的提案号比自己之前处理的提案号大，则接受者承诺不再接受小于该提案号的请求，并将之前接受的最大提案号和对应的提议值（如果存在）返回给发起者。

• 承诺阶段（Promise Phase）：

1. 发起者收到多数接受者的承诺回复后，进入承诺阶段。
2. 发起者在提案号中选择接受者回复中返回的最大提案号，并选择对应的提议值。
3. 如果接受者的回复中存在提议值，则发起者根据提案号选择其中的最大提议值；否则，发起者可以自由选择一个提议值。
4. 发起者给多数接受者发送Accept请求，请求中包含选择的提案号和提议值。

• 接受阶段（Accept Phase）：

1. 接受者在收到Accept请求后，如果提案号大于或等于自己已经回复过的最大提案号，则接受该提案，将提案号和提议值存储，并向发起者发送接受回复（Accepted）。
2. 发起者收到多数接受者的接受回复后，可以认为达成一致。
3. 发起者向多数接受者发送Commit请求，请求中包含提案号和提议值。

• 提交阶段（Commit Phase）：

1. 接受者在收到Commit请求后，确认该提案已被接受，并在自己的状态机中应用该提议值，达到一致的结果。
2. 需要特别注意的是，Paxos算法的关键在于选举一个具有最大提案号的提案，并确保多数接受者接受该提案，以达成一致。算法的过程中存在大量消息的交互和竞争，需要确保正确性和健壮性。

Raft

Raft协议

Paxos

Paxos协议