一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，包括以下步驟，1）分布式任務(wù)管理系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的維護(hù)；2）分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)初始化；3）分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變；4）節(jié)點(diǎn)故障和恢復(fù)的處理。本發(fā)明的適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，自動化程度高、可靠性高、魯棒性高、通信效率高、占用帶寬小、可移植性好，任務(wù)部署簡單，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，屬于分布式處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在分布式處理系統(tǒng)中，每個節(jié)點(diǎn)處理全局任務(wù)的子集，但一般需要協(xié)同工作和進(jìn)行狀態(tài)同步，在所有節(jié)點(diǎn)處理完成后匯總結(jié)果，再進(jìn)行下一輪處理，系統(tǒng)運(yùn)行過程中隨時可能改變?nèi)蝿?wù)的運(yùn)行狀態(tài)，如需要在某幾個節(jié)點(diǎn)增加一些任務(wù)、需要進(jìn)行任務(wù)負(fù)載均衡的調(diào)整或者某個節(jié)點(diǎn)的任務(wù)發(fā)生故障等，系統(tǒng)中每個節(jié)點(diǎn)都必須準(zhǔn)確及時的知道其他節(jié)點(diǎn)的存在和運(yùn)行了哪些子任務(wù)，否則可能會出現(xiàn)任務(wù)遺漏、任務(wù)重復(fù)、任務(wù)遲延等情況，從而如何保證分布式任務(wù)系統(tǒng)在全局范圍內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)一致性是保證分布式任務(wù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的分布式管理系統(tǒng)解決上述問題一般有如下三種方法，但分別存在不同的缺點(diǎn)，具體如下，
(I)人工配置和干預(yù)法，分布式管理系統(tǒng)初始是由人工配置好節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的任務(wù)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)故障或恢復(fù)時再人工調(diào)整任務(wù)部署的情況，或者是正常運(yùn)行時人工的調(diào)整任務(wù)部署，其的缺陷是不夠靈活，系統(tǒng)的維護(hù)成本高。
[0004](2)全局協(xié)調(diào)器法，分布式管理系統(tǒng)中有一個全局管理節(jié)點(diǎn)，其上運(yùn)行管理程序?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，系統(tǒng)的狀態(tài)變換都有此節(jié)點(diǎn)發(fā)出指令，這種方法可以保證系統(tǒng)在同一時刻只執(zhí)行一條指令，其的缺陷是全局協(xié)調(diào)器成為系統(tǒng)的單點(diǎn)故障瓶頸。
[0005](3)定期同步法，分布式管理系統(tǒng)的每個節(jié)點(diǎn)定期向系統(tǒng)中廣播自己的狀態(tài)，此方法缺陷是通信量大，且各個節(jié)點(diǎn)只能知曉其他節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，但是對故障的處理還是各自執(zhí)行，很容易在廣播報文丟失或延遲的情況下產(chǎn)生不一致性。
[0006]總之，上述的狀態(tài)一致性管理方法在有可能出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)故障和網(wǎng)絡(luò)通信故障條件下都有不完善的地方。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，不夠靈活、維護(hù)成本高、同一時刻只執(zhí)行一條指令、通信量大時廣播報文容易丟失或延遲的問題。本發(fā)明的適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，自動化程度高、可靠性高、通信效率高、占用帶寬小、可移植性好，具有良好的應(yīng)用前景。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:包括以下步驟，步驟(I )，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)統(tǒng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的維護(hù)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)定期廣播發(fā)送心跳報文，通知其他節(jié)點(diǎn)本機(jī)的生存狀態(tài)；
步驟(2)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)初始化，在分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的每個節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行任務(wù)管理程序，在任意一個節(jié)點(diǎn)上輸入所有的待部署任務(wù)，任務(wù)管理程序根據(jù)活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)量決定部署情況，并與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，得到確認(rèn)回復(fù)后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)到達(dá)一致的初始化狀態(tài)；
步驟(3)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變，當(dāng)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任意一個節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變時，任務(wù)管理程序都會與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，得到確認(rèn)回復(fù)后，每個節(jié)點(diǎn)同時實(shí)施改動，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)入另一個一致的狀態(tài)；
步驟(4)，節(jié)點(diǎn)故障和恢復(fù)的處理，當(dāng)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中的一個節(jié)點(diǎn)故障退出或者恢復(fù)加入后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)集合發(fā)生改變，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)保持維持一致的狀態(tài)。
[0009]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(I)所述分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)定期廣播發(fā)送的心跳報文包括節(jié)點(diǎn)名、節(jié)點(diǎn)編號、本機(jī)狀態(tài)編號，當(dāng)3秒的時間間隔后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)接收不到某個節(jié)點(diǎn)的心跳，判斷該節(jié)點(diǎn)為故障，能正常收到心跳的節(jié)點(diǎn)判斷為活躍節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)編號為節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級，編號越小的優(yōu)先級越大。
[0010]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(2)所述任務(wù)管理程序根據(jù)活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)量決定部署情況的過程為，
(1)任務(wù)管理程序查看所有活躍的節(jié)點(diǎn)；
(2)將任務(wù)負(fù)載均衡的部署到每個活躍的節(jié)點(diǎn)上，并將部署計劃通知到每個活躍節(jié)點(diǎn)。
[0011]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(3)所述任務(wù)管理程序都會與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，將需要進(jìn)行的改變發(fā)出給所有節(jié)點(diǎn)，得到半數(shù)以上節(jié)點(diǎn)確認(rèn)回復(fù)后，每個節(jié)點(diǎn)同時實(shí)施改動，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)入另一個一致的狀態(tài)。
[0012]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(3)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的每一次狀態(tài)改變，都會在各節(jié)點(diǎn)心跳報文的本機(jī)狀態(tài)編號的當(dāng)前狀態(tài)編號加1，各節(jié)點(diǎn)的初始化的本機(jī)狀態(tài)編號為O。
[0013]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(3)需要狀態(tài)改變的節(jié)點(diǎn)將狀態(tài)改變作為提案請求發(fā)出，并進(jìn)行提案接收，發(fā)出提案請求時，當(dāng)前狀態(tài)編號加I，若接收的提案的狀態(tài)編號大于本機(jī)的狀態(tài)編號，則給出確認(rèn)回復(fù)，否貝U，給出否定回復(fù)反對接收到的提案，需要狀態(tài)改變的節(jié)點(diǎn)接收到半數(shù)以上的活躍節(jié)點(diǎn)確認(rèn)回復(fù)后，表示此提案請求被批準(zhǔn)，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)送提交報文讓分布式任務(wù)管理系統(tǒng)所有活躍節(jié)點(diǎn)改變?nèi)蝿?wù)狀態(tài)，所有活躍節(jié)點(diǎn)更新本機(jī)狀態(tài)編號，并且回復(fù)完成給發(fā)送提交報文的節(jié)點(diǎn)。
[0014]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法,其特征在于:若接收到多個節(jié)點(diǎn)的提案請求，且每個提案請求的本機(jī)狀態(tài)編號一致，則只確認(rèn)回復(fù)節(jié)點(diǎn)編號最小的提案請求。
[0015]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(4)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)出現(xiàn)一個故障節(jié)點(diǎn)，則總節(jié)點(diǎn)數(shù)減一，提案獲得半數(shù)以上通過的數(shù)量閾值相應(yīng)降低；故障恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)首先向分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中發(fā)出設(shè)置本機(jī)當(dāng)前任務(wù)狀態(tài)的提案請求，本機(jī)的任務(wù)由斷網(wǎng)改變?yōu)樵诰€的狀態(tài)改變提案，其他節(jié)點(diǎn)收到后發(fā)現(xiàn)編號過舊，則會發(fā)出否定回復(fù)，并附加本機(jī)的任務(wù)狀態(tài)信息，故障恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)接收到否定回復(fù)，并選擇最大編號的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，更新本地任務(wù)狀態(tài)后重新加入分布式任務(wù)管理系統(tǒng)運(yùn)行，總的節(jié)點(diǎn)數(shù)加一，提案獲得半數(shù)以上通過的數(shù)量閾值相應(yīng)增加。
[0016]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法,其特征在于:所述接收者若接收的提案的狀態(tài)編號比本地狀態(tài)編號小或者等于本地編號，則說明提案發(fā)送者的狀態(tài)比系統(tǒng)中全局的狀態(tài)要舊，存在狀態(tài)變化的提交報文丟失過，此時狀態(tài)舊的節(jié)點(diǎn)需要從狀態(tài)新的節(jié)點(diǎn)學(xué)習(xí)狀態(tài)信息，提案接收者在給出否定回復(fù)時，順帶捎上本節(jié)點(diǎn)最新的任務(wù)狀態(tài)信息。
[0017]前述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法,其特征在于:所述接收者若在接收到比本機(jī)狀態(tài)編號大提案的狀態(tài)編號后，又接收到一個編號更大的提案的狀態(tài)編號，接收者給此更大編號的提案者發(fā)送確認(rèn)回復(fù)時要捎帶本節(jié)點(diǎn)需要先學(xué)習(xí)到最新狀態(tài)的請求，發(fā)送者在給此接收者發(fā)出提交報文時捎帶上一輪的狀態(tài)，接收者學(xué)習(xí)完上一輪狀態(tài)后，在本地提交狀態(tài)改變。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)，1、不受單節(jié)點(diǎn)故障的影響，完全分布式運(yùn)行；2、自動化程度高，除部署任務(wù)外整個系統(tǒng)運(yùn)行過程不需要人工干預(yù)；3、可靠性高，在各種運(yùn)行條件下均能在有限步驟后收斂，使分布式任務(wù)管理系統(tǒng)達(dá)到一致狀態(tài)；4、占用帶寬小，采用發(fā)出改變信息，避免了同步時傳送所有狀態(tài)數(shù)據(jù)；5、魯棒性高，在各種故障條件下，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)均能通過一致性算法恢復(fù)正常運(yùn)行；6、可移植性好，所有功能完全是有計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，可運(yùn)行在各種UNIX和LinuX、Wind0WS操作系統(tǒng)上，不需要借助任何操作系統(tǒng)自帶的軟件；7、部署簡單，只需部署一個服務(wù)程序、一個動態(tài)庫、一個配置文件即可運(yùn)行，綜上所述，自動化程度高、可靠性高、通信效率高、占用帶寬小、可移植性好，具有良好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法的流程圖。
[0020]圖2是發(fā)明的分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)初始化的流程圖。
[0021]圖3是本發(fā)明的分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變的第一示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明的分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變的第二示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變的第三示意圖。
[0024]圖6是本發(fā)明的分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變的第四示意圖。
[0025]圖7是本發(fā)明的接收節(jié)點(diǎn)一致性處理的流程圖。
[0026]圖8是本發(fā)明的發(fā)送節(jié)點(diǎn)一致性處理的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]本發(fā)明的適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，不受單節(jié)點(diǎn)故障的影響，自動化程度高、可靠性高、占用帶寬小、魯棒性高，可移植性好，所有功能完全是由計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，可運(yùn)行在各種UNIX和Linux、Windows操作系統(tǒng)上，不需要借助任何操作系統(tǒng)自帶的軟件，部署簡單，只需部署一個服務(wù)程序、一個動態(tài)庫、一個配置文件即可運(yùn)行，如圖1所示，具體包括以下步驟，
步驟(I )，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的維護(hù)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)定期廣播發(fā)送心跳報文，通知其他節(jié)點(diǎn)本機(jī)的生存狀態(tài)，心跳報文包括節(jié)點(diǎn)名、節(jié)點(diǎn)編號、本機(jī)狀態(tài)編號，當(dāng)3秒的時間間隔后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)接收不到某個節(jié)點(diǎn)的心跳，判斷該節(jié)點(diǎn)為故障，能正常收到心跳的節(jié)點(diǎn)判斷為活躍節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)編號為節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級，編號越小的優(yōu)先級越大。
[0029]步驟(2)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)初始化，如圖2所示，在分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的每個節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行任務(wù)管理程序，在任意一個節(jié)點(diǎn)上輸入所有的待部署任務(wù)，任務(wù)管理程序根據(jù)活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)量決定部署情況，并與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，得到確認(rèn)回復(fù)后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)到達(dá)一致的初始化狀態(tài)，任務(wù)管理程序根據(jù)活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)量決定部署情況的過程為:
(1)任務(wù)管理程序查看所有活躍的節(jié)點(diǎn)；
(2)將任務(wù)負(fù)載均衡的部署到每個活躍的節(jié)點(diǎn)上，并將部署計劃通知到每個活躍節(jié)占.步驟(3)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變，當(dāng)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任意一個節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變時，任務(wù)管理程序都會與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，得到確認(rèn)回復(fù)后，每個節(jié)點(diǎn)同時實(shí)施改動，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)入另一個一致的狀態(tài)；
所述任務(wù)管理程序都會與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，將需要進(jìn)行的改變發(fā)出給所有節(jié)點(diǎn)，得到半數(shù)以上節(jié)點(diǎn)確認(rèn)回復(fù)后，每個節(jié)點(diǎn)同時實(shí)施改動，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)入另一個一致的狀態(tài)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的每一次狀態(tài)改變，都會在各節(jié)點(diǎn)心跳報文的本機(jī)狀態(tài)編號的當(dāng)前狀態(tài)編號加1，各節(jié)點(diǎn)的初始化的本機(jī)狀態(tài)編號為0，需要狀態(tài)改變的節(jié)點(diǎn)將狀態(tài)改變作為提案請求發(fā)出，并進(jìn)行提案接收，發(fā)出提案請求時，當(dāng)前狀態(tài)編號加1，若接收的提案的狀態(tài)編號大于本機(jī)的狀態(tài)編號，則給出確認(rèn)回復(fù)，否則，給出否定回復(fù)反對接收到的提案，需要狀態(tài)改變的節(jié)點(diǎn)接收到半數(shù)以上的活躍節(jié)點(diǎn)確認(rèn)回復(fù)后，表示此提案請求被批準(zhǔn)，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)送提交報文讓分布式任務(wù)管理系統(tǒng)所有活躍節(jié)點(diǎn)改變?nèi)蝿?wù)狀態(tài)，所有活躍節(jié)點(diǎn)更新本機(jī)狀態(tài)編號，并且回復(fù)完成給發(fā)送提交報文的節(jié)點(diǎn)；
步驟(4)，節(jié)點(diǎn)故障和恢復(fù)的處理，當(dāng)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中的一個節(jié)點(diǎn)故障退出或者恢復(fù)加入后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)集合發(fā)生改變，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)保持維持一致的狀態(tài)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)出現(xiàn)一個故障節(jié)點(diǎn)，則總節(jié)點(diǎn)數(shù)減一，提案獲得半數(shù)以上通過的數(shù)量閾值相應(yīng)降低；故障恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)首先向分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中發(fā)出設(shè)置本機(jī)當(dāng)前任務(wù)狀態(tài)的提案請求，本機(jī)的任務(wù)由斷網(wǎng)改變?yōu)樵诰€的狀態(tài)改變提案，其他節(jié)點(diǎn)收到后發(fā)現(xiàn)編號過舊，則會發(fā)出否定回復(fù)，并附加本機(jī)的任務(wù)狀態(tài)信息，故障恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)接收到否定回復(fù)，并選擇最大編號的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，更新本地任務(wù)狀態(tài)后重新加入分布式任務(wù)管理系統(tǒng)運(yùn)行，總的節(jié)點(diǎn)數(shù)加一，提案獲得半數(shù)以上通過的數(shù)量閾值相應(yīng)增加。
[0030]分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中每個節(jié)點(diǎn)都賦予一個唯一的節(jié)點(diǎn)編號，提案請求、提案報文中包含節(jié)點(diǎn)編號，可有效解決每一輪選舉中可能產(chǎn)生的死鎖問題，如果接收到多個節(jié)點(diǎn)編號的提案請求，且每個提案請求的本機(jī)狀態(tài)編號一致，則只回復(fù)節(jié)點(diǎn)編號最小的提案，表示支持，不會發(fā)生每個提案各自獲得一部分節(jié)點(diǎn)的支持而產(chǎn)生死鎖。對其后到達(dá)的節(jié)點(diǎn)編號較大的提案給出否定回復(fù)，但是不捎帶本地狀態(tài)信息，發(fā)送者不需要學(xué)習(xí)，此時發(fā)送節(jié)點(diǎn)可以等當(dāng)前提案形成決議后再用新編號加I提出新的提案請求。
[0031]接收者若接收的提案的狀態(tài)編號比本地狀態(tài)編號小或者等于本地編號，則說明提案發(fā)送者的狀態(tài)比系統(tǒng)中全局的狀態(tài)要舊，存在狀態(tài)變化的提交報文丟失過，此時狀態(tài)舊的節(jié)點(diǎn)需要從狀態(tài)新的節(jié)點(diǎn)學(xué)習(xí)狀態(tài)信息，提案接收者在給出否定回復(fù)時，順帶捎上本節(jié)點(diǎn)最新的任務(wù)狀態(tài)息。
[0032]接收者若在接收到比本機(jī)狀態(tài)編號大提案的狀態(tài)編號后，又接收到一個編號更大的提案的狀態(tài)編號，接收者給此更大編號的提案者發(fā)送確認(rèn)回復(fù)時要捎帶本節(jié)點(diǎn)需要先學(xué)習(xí)到最新狀態(tài)的請求，發(fā)送者在給此接收者發(fā)出提交報文時捎帶上一輪的狀態(tài)，接收者學(xué)習(xí)完上一輪狀態(tài)后，在本地提交狀態(tài)改變。
[0033]根據(jù)圖3-6，介紹本發(fā)明的步驟(3)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變的具體流程，
圖3中所示的4個分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)上，各自運(yùn)行了一些任務(wù)，它們的本機(jī)狀態(tài)編號都為N，在某一時刻I號節(jié)點(diǎn)和4號節(jié)點(diǎn)都判斷出自身的負(fù)載比較輕，同時都想增加一個任務(wù)，為了避免增加的是同一個任務(wù)，假設(shè)I號節(jié)點(diǎn)和4號節(jié)點(diǎn)同時提出提案請求，由于發(fā)出提案的時間和消息傳遞速度的不確定性，這個過程中還存在以下情況，
(1)1號節(jié)點(diǎn)提案請求先于4號節(jié)點(diǎn)的到達(dá)2、3號節(jié)點(diǎn)，則這個提案請求被2號節(jié)點(diǎn)和3號節(jié)點(diǎn)接收并給出確認(rèn)回復(fù)，這樣I號節(jié)點(diǎn)的提案肯定獲得半數(shù)以上確認(rèn)，本機(jī)必然同意I號節(jié)點(diǎn)的提案請求，而且I號節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)編號是最小的，當(dāng)I號節(jié)點(diǎn)的提案到達(dá)4號節(jié)點(diǎn)后也會讓4號節(jié)點(diǎn)放棄本機(jī)的提案請求并確認(rèn)回復(fù)I號節(jié)點(diǎn)的提案請求，隨后I號節(jié)點(diǎn)發(fā)出提交報文，2、3、4號節(jié)點(diǎn)最后會回復(fù)完成，這樣1-4號節(jié)點(diǎn)的本機(jī)狀態(tài)編號都為N+1，但是，4號節(jié)點(diǎn)發(fā)出的提案請求到達(dá)2、3號節(jié)點(diǎn)時，提案請求的本機(jī)狀態(tài)編號還為N，且4號節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)編號大，所以該提案請求會被否決。
[0034](2)4號節(jié)點(diǎn)的提案請求先于I號節(jié)點(diǎn)的到達(dá)2、3號節(jié)點(diǎn)，則2、3號節(jié)點(diǎn)對4號節(jié)點(diǎn)給出確認(rèn)回復(fù)，但是4號節(jié)點(diǎn)的提案請求晚于I號節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生提案請求的時刻到達(dá)I號節(jié)點(diǎn)，則I號節(jié)點(diǎn)的提案請求還是會發(fā)出并到達(dá)2、3號節(jié)點(diǎn)，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)編號小也會收到2號和3號節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)回復(fù)，這樣I號節(jié)點(diǎn)的提案就得到了多數(shù)票，最終會得以形成決議，但是4號節(jié)點(diǎn)的報文到達(dá)I號節(jié)點(diǎn)的時刻因?yàn)镮號節(jié)點(diǎn)已經(jīng)有自身的提案，所以不會確認(rèn)回復(fù)4號節(jié)點(diǎn)的，在4號機(jī)的角度觀察，它會先收到2、3號機(jī)的確認(rèn)報文形成多數(shù)票，但是緊接著會收到I號機(jī)的提案，由于節(jié)點(diǎn)編號的優(yōu)先級4號節(jié)點(diǎn)低，隨即放棄自己的提案請求；
(3)與(I)的前期步驟一樣，但是最終I號節(jié)點(diǎn)發(fā)往4號節(jié)點(diǎn)的提案請求報文丟了或者延遲到很晚到達(dá)，這種情況在廣域網(wǎng)中有可能發(fā)生，這樣4號及節(jié)點(diǎn)不會放棄自己的提案請求，則發(fā)出提交報文，但是此提交報文會被1、2、3號機(jī)拒絕，因?yàn)樗鼈兌际盏搅艘粋€優(yōu)先級更高的I號節(jié)點(diǎn)的提案報文；
(4)4號節(jié)點(diǎn)的提案請求先于I號節(jié)點(diǎn)的到達(dá)2、3號節(jié)點(diǎn)，并且也先于I號節(jié)點(diǎn)產(chǎn)自己生提案請求的時刻到達(dá)I號節(jié)點(diǎn)，這樣1、2、3號節(jié)點(diǎn)都會給出確認(rèn)回復(fù)，最終會形成決議，I號節(jié)點(diǎn)就暫時不再產(chǎn)生自己的提案請求，一直等到4號節(jié)點(diǎn)的提案實(shí)施完成后，用新的提案編號再次發(fā)出自己的提案請求。
[0035]圖4所示，4號節(jié)點(diǎn)是一個斷網(wǎng)恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)，它的任務(wù)狀態(tài)比較舊，假設(shè)本機(jī)狀態(tài)編號為N-1，其他正常節(jié)點(diǎn)的設(shè)本機(jī)狀態(tài)編號為N，當(dāng)4號節(jié)點(diǎn)以N編號發(fā)出一個提案請求時，其他節(jié)點(diǎn)會發(fā)現(xiàn)這個提案編號(發(fā)送節(jié)點(diǎn)的本機(jī)狀態(tài)編號)等于本機(jī)狀態(tài)編號(其他節(jié)點(diǎn)的)，然后發(fā)出否定回復(fù)給4號節(jié)點(diǎn)并捎帶了編號為N的狀態(tài)信息，4號節(jié)點(diǎn)這個提案就被否決了，同時開始學(xué)習(xí)最新的狀態(tài)。
[0036]圖5所示，4、5、6號節(jié)點(diǎn)均是斷網(wǎng)恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)，6號節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)最舊，此時若4號節(jié)點(diǎn)以編號N發(fā)出一個提案，則會被6號節(jié)點(diǎn)確認(rèn)，隨后3號節(jié)點(diǎn)的提案N+1也會被6號節(jié)點(diǎn)確認(rèn)，至此6號節(jié)點(diǎn)會停止接受所有編號小于N+1的提案，所以5號節(jié)點(diǎn)的最后的提案N會被給予否定回復(fù)。
[0037]圖6所示，四個節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)的編號均是N，在同一時刻1、2、3號節(jié)點(diǎn)均提出一個提案請求，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)I的節(jié)點(diǎn)編號最小，則如果4號節(jié)點(diǎn)先收到I號節(jié)點(diǎn)的提案請求則會否定2號和3號節(jié)點(diǎn)的提案請求，如果先收到2號節(jié)點(diǎn)的提案請求，則會確認(rèn)2號節(jié)點(diǎn)和I號節(jié)點(diǎn)的提案請求，否定3號節(jié)點(diǎn)的提案請求，這時即使2號節(jié)點(diǎn)能發(fā)出提交報文(如I號節(jié)點(diǎn)的提案請求未能到達(dá)2號節(jié)點(diǎn))，也會被4號節(jié)點(diǎn)拒絕，2號節(jié)點(diǎn)只能夠在I號節(jié)點(diǎn)的提案N+1形成決議實(shí)施完成后，使用本機(jī)狀態(tài)編號N+2再次發(fā)出提案請求。
[0038]如圖7所示，本發(fā)明的接收節(jié)點(diǎn)一致性處理流程圖，首先接收者處于準(zhǔn)備狀態(tài)，此時如果收到一個本機(jī)狀態(tài)編號(提案編號)為N大于本機(jī)狀態(tài)編號的提案請求，則發(fā)出確認(rèn)回復(fù)，并進(jìn)入等待狀態(tài)，如果收到的提案編號小于或者等于本地狀態(tài)編號，則發(fā)出否定回復(fù)并捎帶本地狀態(tài)提供給對方學(xué)習(xí)，然后重新進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)；
處于等待狀態(tài)時如果超時未收到剛剛回應(yīng)的提案N的提交報文，此時則需要與其他接收者聯(lián)系，如果發(fā)現(xiàn)另一個接收者是提交狀態(tài)，則本節(jié)點(diǎn)也提交。如果沒有一個其他接收者是提交狀態(tài)，說明發(fā)送者在發(fā)出提交之前就崩潰了，則發(fā)出“拒絕”報文，返回初始的準(zhǔn)備狀態(tài)。如果收到另一個編號更大的提案請求N’，則發(fā)出確認(rèn)回復(fù)并要求學(xué)習(xí)到這個新提案發(fā)送者的當(dāng)前狀態(tài)，然后再次回到等待狀態(tài)，此時如果收到編號小于剛剛回應(yīng)的提案請求，將發(fā)出否定回復(fù)，如果收到的不是剛剛回應(yīng)的提案的提交報文，則都發(fā)出拒絕回，即此時僅能接受編號更大的請求報文和編號等于剛剛回應(yīng)的提案的提交報文，此時提案N’發(fā)送者在發(fā)出提交報文時捎帶本地最新的狀態(tài)，接收者收到報文后先學(xué)習(xí)后提交修改，進(jìn)入提交狀態(tài)，如果中途不存在N’的插入，則提案N的發(fā)送者僅發(fā)出提交報文即可，接收者最后發(fā)出完成報文，一個提案的實(shí)施過程完畢。
[0039]如圖8所示，本發(fā)明的發(fā)送節(jié)點(diǎn)一致性處理流程圖，首先提案發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)出本地狀態(tài)編號N加I的提案請求，如果收到否定回復(fù)則說明本地狀態(tài)較舊，進(jìn)行學(xué)習(xí)后調(diào)整本機(jī)狀態(tài)編號，然后重新進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，如果超時未收到半數(shù)以上節(jié)點(diǎn)的回復(fù)也重新進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，如果收到半數(shù)以上節(jié)點(diǎn)對提案N+1的確認(rèn)回復(fù)，則發(fā)出提交報文(如果有節(jié)點(diǎn)需要學(xué)習(xí)則捎帶本地信息)，進(jìn)入提交狀態(tài)，如果此時收到一個提案N+1的拒絕提交報文，則發(fā)送回滾報文到所有節(jié)點(diǎn)，然后重新進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，否則如果收到一個完成報文則提交完成能進(jìn)入實(shí)施完成狀態(tài)。
[0040]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟(I )，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的維護(hù)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)定期廣播發(fā)送心跳報文，通知其他節(jié)點(diǎn)本機(jī)的生存狀態(tài)； 步驟(2)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)初始化，在分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的每個節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行任務(wù)管理程序，在任意一個節(jié)點(diǎn)上輸入所有的待部署任務(wù)，任務(wù)管理程序根據(jù)活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)量決定部署情況，并與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，得到確認(rèn)回復(fù)后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)到達(dá)一致的初始化狀態(tài)； 步驟(3)，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任務(wù)狀態(tài)改變，當(dāng)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的任意一個節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變時，任務(wù)管理程序都會與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，得到確認(rèn)回復(fù)后，每個節(jié)點(diǎn)同時實(shí)施改動，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)入另一個一致的狀態(tài)； 步驟(4)，節(jié)點(diǎn)故障和恢復(fù)的處理，當(dāng)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中的一個節(jié)點(diǎn)故障退出或者恢復(fù)加入后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)集合發(fā)生改變，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)保持維持一致的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(1)所述分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)定期廣播發(fā)送的心跳報文包括節(jié)點(diǎn)名、節(jié)點(diǎn)編號、本機(jī)狀態(tài)編號，當(dāng)3秒的時間間隔后，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)接收不到某個節(jié)點(diǎn)的心跳，判斷該 節(jié)點(diǎn)為故障，能正常收到心跳的節(jié)點(diǎn)判斷為活躍節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)編號為節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級，編號越小的優(yōu)先級越大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(2)所述任務(wù)管理程序根據(jù)活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)量決定部署情況的過程為， (1)任務(wù)管理程序查看所有活躍的節(jié)點(diǎn)； (2)將任務(wù)負(fù)載均衡的部署到每個活躍的節(jié)點(diǎn)上，并將部署計劃通知到每個活躍節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(3)所述任務(wù)管理程序都會與分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，將需要進(jìn)行的改變發(fā)出給所有節(jié)點(diǎn)，得到半數(shù)以上節(jié)點(diǎn)確認(rèn)回復(fù)后，每個節(jié)點(diǎn)同時實(shí)施改動，分布式任務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)入另一個一致的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(3)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的每一次狀態(tài)改變，都會在各節(jié)點(diǎn)心跳報文的本機(jī)狀態(tài)編號的當(dāng)前狀態(tài)編號加1，各節(jié)點(diǎn)的初始化的本機(jī)狀態(tài)編號為O。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(3)需要狀態(tài)改變的節(jié)點(diǎn)將狀態(tài)改變作為提案請求發(fā)出，并進(jìn)行提案接收，發(fā)出提案請求時，當(dāng)前狀態(tài)編號加1，若接收的提案的狀態(tài)編號大于本機(jī)的狀態(tài)編號，則給出確認(rèn)回復(fù)，否則，給出否定回復(fù)反對接收到的提案，需要狀態(tài)改變的節(jié)點(diǎn)接收到半數(shù)以上的活躍節(jié)點(diǎn)確認(rèn)回復(fù)后，表示此提案請求被批準(zhǔn)，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)送提交報文，讓分布式任務(wù)管理系統(tǒng)所有活躍節(jié)點(diǎn)改變?nèi)蝿?wù)狀態(tài)，所有活躍節(jié)點(diǎn)更新本機(jī)狀態(tài)編號，并且回復(fù)完成給發(fā)送提交報文的節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:若接收到多個節(jié)點(diǎn)的提案請求，且每個提案請求的本機(jī)狀態(tài)編號一致，則只確認(rèn)回復(fù)節(jié)點(diǎn)編號最小的提案請求。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:步驟(4)分布式任務(wù)管理系統(tǒng)出現(xiàn)一個故障節(jié)點(diǎn)，則總節(jié)點(diǎn)數(shù)減一，提案獲得半數(shù)以上通過的數(shù)量閾值相應(yīng)降低；故障恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)首先向分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中發(fā)出設(shè)置本機(jī)當(dāng)前任務(wù)狀態(tài)的 提案請求，本機(jī)的任務(wù)由斷網(wǎng)改變?yōu)樵诰€的狀態(tài)改變提案，其他節(jié)點(diǎn)收到后發(fā)現(xiàn)編號過舊，則會發(fā)出否定回復(fù)，并附加本機(jī)的任務(wù)狀態(tài)信息，故障恢復(fù)的節(jié)點(diǎn)接收到否定回復(fù)，并選擇最大編號的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，更新本地任務(wù)狀態(tài)后重新加入分布式任務(wù)管理系統(tǒng)運(yùn)行，總的節(jié)點(diǎn)數(shù)加一，提案獲得半數(shù)以上通過的數(shù)量閾值相應(yīng)增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法,其特征在于:所述接收者若接收的提案的狀態(tài)編號比本地狀態(tài)編號小或者等于本地編號，則說明提案發(fā)送者的狀態(tài)比系統(tǒng)中全局的狀態(tài)要舊，存在狀態(tài)變化的提交報文丟失過，此時狀態(tài)舊的節(jié)點(diǎn)需要從狀態(tài)新的節(jié)點(diǎn)學(xué)習(xí)狀態(tài)信息，提案接收者在給出否定回復(fù)時，順帶捎上本節(jié)點(diǎn)最新的任務(wù)狀態(tài)信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于分布式任務(wù)管理系統(tǒng)的狀態(tài)一致性維護(hù)方法，其特征在于:所述接收者若在接收到比本機(jī)狀態(tài)編號大提案的狀態(tài)編號后，又接收到一個編號更大的提案的狀態(tài)編號，接收者給此更大編號的提案者發(fā)送確認(rèn)回復(fù)時要捎帶本節(jié)點(diǎn)需要先學(xué)習(xí)到最新狀態(tài)的請求，發(fā)送者在給此接收者發(fā)出提交報文時捎帶上一輪的狀態(tài)，接收者學(xué)習(xí)完上一輪狀態(tài)后，在本地提交狀態(tài)改變。
【文檔編號】G06F9/46GK104077181SQ201410292893
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】高原, 顧文杰, 任升, 盧建剛, 沙一川, 方華建 申請人:國電南瑞科技股份有限公司