一種令牌的處理方法、裝置及消息處理集群的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于網(wǎng)絡【技術領域】，提供了一種令牌的處理方法、裝置及消息處理集群，所述方法包括：在消息處理集群的應用層建立令牌環(huán)路；當節(jié)點加入或者退出令牌環(huán)路時，采用簡單多數(shù)投票算法產(chǎn)生或銷毀令牌；在令牌的傳遞過程中，監(jiān)測令牌環(huán)路中的各個節(jié)點上次傳出令牌的時間戳，若監(jiān)測到有節(jié)點上次傳出令牌的時間戳與當前時間的時間差超出設定的回環(huán)時間，則發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程，重建令牌環(huán)路。本發(fā)明，避免了消息處理集群中出現(xiàn)2個或者2個以上的令牌環(huán)路；另外，對各個節(jié)點的令牌回環(huán)時間進行監(jiān)視，解決了現(xiàn)有技術，令牌環(huán)路中令牌的丟失無法監(jiān)管等難題的同時，大大提高了分布式集群系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】一種令牌的處理方法、裝置及消息處理集群

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于網(wǎng)絡【技術領域】，尤其涉及一種令牌的處理方法、裝置及消息處理集群。

【背景技術】
[0002] 隨著網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴展，分布式系統(tǒng)被廣泛應用，同時也帶來了分布式協(xié)商一 致性的問題。一致性問題主要表現(xiàn)為數(shù)據(jù)一致性、邏輯一致性和時序一致性，解決一致性問 題主要是確保分布式系統(tǒng)在同時訪問和控制一個資源時，能夠協(xié)調(diào)一致，保證訪問的正確 性（無死鎖和無饑餓現(xiàn)象）?；コ馐欠植际较到y(tǒng)解決一致性問題的關鍵。通常分布式系統(tǒng) 使用的互斥算法有：集中式算法、分布式算法和令牌環(huán)算法。
[0003] 集中式算法選擇一個進程作為協(xié)調(diào)器，用于協(xié)調(diào)臨界區(qū)的進入。
[0004] 特點：協(xié)調(diào)器在同一時間只允許一個進程進入臨界區(qū)，故能保證互斥。因為請求 消息是順序排隊得，不會出現(xiàn)"餓死"現(xiàn)象。但是單一的協(xié)調(diào)器是其瓶頸。
[0005] 分布式算法的思想是：對想進入臨界區(qū)的進程首先建立一個消息，該消息包括待 進入的臨界區(qū)名、進程名和時間戳。一個進程接收到消息后，會有如下操作：如果不在臨界 區(qū)內(nèi)且不想進入臨界區(qū)則回復一個消息；如果在臨界區(qū)內(nèi)則不回復消息，將請求消息放入 隊列，如果不在臨界區(qū)，但想進入臨界區(qū)，則比較想進入臨界區(qū)的進程的時間戳，時間戳小 的進程進入臨界區(qū)。
[0006] 特點：算法復雜，易出現(xiàn)"餓死"現(xiàn)象，且系統(tǒng)不健壯；但它從理論上表明了算法 的可行性，必將發(fā)展出實際可行的算法。
[0007] 令牌環(huán)算法的思想是：整個系統(tǒng)只有一塊令牌，只有令牌持有者才具有進入臨界 區(qū)的資格。當進程i從進程i_l接到令牌時，它檢查是否想進入臨界區(qū)，如果是，則進入， 待其推出后，將令牌傳遞給進程i+ 1 ;如果不想進入，則直接把令牌向下傳遞。
[0008] 特點：一是令牌易丟失，事實上檢測令牌丟失是很困難的；二是容易出現(xiàn)進程故 障，且進程故障比較不容易恢復。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明實施例提供了一種令牌的處理方法、裝置及消息處理集群，旨在解決現(xiàn)有 技術提供的互斥算法，令牌丟失難以監(jiān)控、進程崩潰難以恢復的問題。
[0010] 一方面，提供一種令牌的處理方法，所述方法包括：
[0011] 在消息處理集群的應用層建立令牌環(huán)路；
[0012] 當節(jié)點加入或者退出令牌環(huán)路時，采用簡單多數(shù)投票算法產(chǎn)生或銷毀令牌；
[0013] 在令牌的傳遞過程中，監(jiān)測令牌環(huán)路中的各個節(jié)點上次傳出令牌的時間戳，若監(jiān) 測到有節(jié)點上次傳出令牌的時間戳與當前時間的時間差超出設定的回環(huán)時間，則發(fā)起路由 發(fā)現(xiàn)過程，重建令牌環(huán)路。
[0014] 進一步地，所述簡單多數(shù)投票算法產(chǎn)生或銷毀令牌包括：
[0015] 預設消息處理集群中的節(jié)點數(shù)量為N，N為大于等于1的整數(shù)；
[0016] 當監(jiān)測到有節(jié)點加入由消息處理集群中的N個節(jié)點組成的令牌環(huán)路或者退出所 述令牌環(huán)路時，動態(tài)計算所述令牌環(huán)路內(nèi)的節(jié)點數(shù)量P;
[0017] 當P大于（N+2)/2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則自動產(chǎn)生新的令牌；
[0018] 若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則維持原令牌；
[0019] 當P小于等于（N+2)/2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則銷毀該令牌。
[0020] 進一步地，在所述當P小于等于（N+2) /2舍尾取整值時，還包括：
[0021] 若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則系統(tǒng)掛起，等待新的節(jié)點加入所述消息處理集群中。
[0022] 進一步地，所述消息處理集群中的節(jié)點包括投票站節(jié)點、普通站節(jié)點和監(jiān)控站節(jié) 點。
[0023] 另一方面，提供一種令牌的處理裝置，所述裝置包括：
[0024] 令牌環(huán)路建立單元，用于在消息處理集群的應用層建立令牌環(huán)路；
[0025] 令牌產(chǎn)生或者銷毀單元，用于當節(jié)點加入或者退出令牌環(huán)路時，采用簡單多數(shù)投 票算法產(chǎn)生或銷毀令牌；
[0026] 令牌回環(huán)時間監(jiān)測單元，用于在令牌的傳遞過程中，監(jiān)測令牌環(huán)路中的各個節(jié)點 上次傳出令牌的時間戳，若監(jiān)測到有節(jié)點上次傳出令牌的時間戳與當前時間的時間差超出 設定的回環(huán)時間，則發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程，重建令牌環(huán)路。
[0027] 進一步地，所述令牌產(chǎn)生或者銷毀單元包括：
[0028] 節(jié)點數(shù)量預設模塊，用于預設消息處理集群中的節(jié)點數(shù)量為N，N為大于等于1的 整數(shù)；
[0029] 節(jié)點數(shù)量統(tǒng)計模塊，用于當監(jiān)測到有節(jié)點加入由消息處理集群中的N個節(jié)點組成 的令牌環(huán)路或者退出所述令牌環(huán)路時，動態(tài)計算所述令牌環(huán)路內(nèi)的節(jié)點數(shù)量P;
[0030] 令牌產(chǎn)生模塊，用于當P大于（N+2)/2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則自 動產(chǎn)生新的令牌；
[0031] 令牌維持模塊，用于若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則維持原令牌；
[0032] 令牌銷毀模塊，用于當P小于等于（N+2)/2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌， 則銷毀該令牌。
[0033] 進一步地，所述令牌產(chǎn)生或者銷毀單元還包括：
[0034] 節(jié)點加入等待模塊，用于若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則系統(tǒng)掛起，等待新的節(jié)點加入所 述消息處理集群中。
[0035] 進一步地，所述裝置內(nèi)置于消息處理集群中的相應節(jié)點中，所述消息處理集群中 的節(jié)點包括投票站節(jié)點、普通站節(jié)點和監(jiān)控站節(jié)點。
[0036] 再一方面，提供一種消息處理集群，所述消息處理集群中包括投票站節(jié)點、普通站 節(jié)點和監(jiān)控站節(jié)點，所述消息處理集群中的相應節(jié)點中內(nèi)置有如上所述的令牌的處理裝 置。
[0037] 在本發(fā)明實施例，在消息處理集群的應用層建立令牌環(huán)路后，當節(jié)點加入或者退 出該令牌環(huán)路時，采用簡單多數(shù)投票算法產(chǎn)生或銷毀令牌，避免了消息處理集群中出現(xiàn)2 個或者2個以上的令牌環(huán)路；另外，對各個節(jié)點的令牌回環(huán)時間進行監(jiān)視，以及時發(fā)現(xiàn)令牌 是否丟失，并在令牌丟失時，重建令牌環(huán)路，解決了現(xiàn)有技術，令牌環(huán)路中令牌的丟失無法 監(jiān)管等難題的同時，大大提高了分布式集群系統(tǒng)的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的令牌的處理方法的實現(xiàn)流程圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明實施例一提供的路由發(fā)現(xiàn)過程的實現(xiàn)流程圖；
[0040] 圖3是本發(fā)明實施例一提供的路由同步過程的實現(xiàn)流程圖；
[0041]圖4是本發(fā)明實施例一提供的令牌檢查過程的實現(xiàn)流程圖；
[0042] 圖5是本發(fā)明實施例一提供的令牌產(chǎn)生過程的實現(xiàn)流程圖；
[0043] 圖6是本發(fā)明實施例一提供的令牌傳遞過程的實現(xiàn)流程圖；
[0044] 圖7是本發(fā)明實施例二提供的令牌的處理裝置的結構框圖。

【具體實施方式】
[0045] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0046] 在本發(fā)明實施例中，在消息處理集群的應用層建立令牌環(huán)路；當節(jié)點加入或者退 出令牌環(huán)路時，采用簡單多數(shù)投票算法產(chǎn)生或銷毀令牌；在令牌的傳遞過程中，監(jiān)測令牌環(huán) 路中的各個節(jié)點上次傳出令牌的時間戳，若監(jiān)測到有節(jié)點上次傳出令牌的時間戳與當前時 間的時間差超出設定的回環(huán)時間，則發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程，重建令牌環(huán)路。
[0047] 以下結合具體實施例對本發(fā)明的實現(xiàn)進行詳細描述：
[0048]實施例一
[0049]圖1示出了本發(fā)明實施例一提供的令牌的處理方法的實現(xiàn)流程，詳述如下：
[0050] 在步驟S101中，在消息處理集群的應用層建立令牌環(huán)路。
[0051] 在步驟S102中，當節(jié)點加入或者退出令牌環(huán)路時，采用簡單多數(shù)投票算法產(chǎn)生或 銷毀令牌。
[0052] 在本發(fā)明實施例中，為了避免消息處理集群分裂為兩個或者兩個以上的邏輯環(huán)路 進行序列化工作的"腦裂"現(xiàn)象，因此采用" (N+2)/2簡單多數(shù)"的投票算法自動產(chǎn)生與銷毀 令牌，簡單多數(shù)投票算法的算法如下：
[0053] 預設消息處理集群中的節(jié)點數(shù)量為N，N為大于等于1的整數(shù)，當監(jiān)測到有節(jié)點加 入由消息處理集群中的N個節(jié)點組成的令牌環(huán)路或者退出所述令牌環(huán)路時，動態(tài)計算所述 令牌環(huán)路內(nèi)的節(jié)點數(shù)量P，當P大于（N+2) /2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則自動產(chǎn) 生新的令牌；若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則維持原令牌；當P小于等于（N+2)/2舍尾取整值時， 若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則銷毀該令牌，若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則系統(tǒng)掛起，等待新的節(jié)點加 入所述消息處理集群中。
[0054] 根據(jù)以上簡單多數(shù)投票算法，奇數(shù)臺主機（節(jié)點）容災能力比奇數(shù)+1的偶數(shù)臺主 機還要強，所以在實際部署時一般采用奇數(shù)臺主機組成消息處理集群。對于3臺消息處理 集群可容災1臺機器故障，5臺消息處理集群可容1臺故障或2臺同時故障，以此類推，此簡 單多數(shù)投票算法只容少數(shù)機器節(jié)點的災難與故障，但相對單機來說，提升了可靠性。以下分 別以3臺、5臺、7臺為例計算消息處理集群的故障率。
[0055]前提：
[0056] 1)、所有節(jié)點主機的出現(xiàn)故障的概率大致相同，即故障率為q。
[0057]2)、假設主機在100天內(nèi)出現(xiàn)1次故障，則計算該主機的故障率q為1%，依次類 推。
[0058] 3)、假設所有主機的故障率q不超過10%，S卩10天內(nèi)出現(xiàn)小于1次故障。

【權利要求】
1. 一種令牌的處理方法，其特征在于，所述方法包括： 在消息處理集群的應用層建立令牌環(huán)路； 當節(jié)點加入或者退出令牌環(huán)路時，采用簡單多數(shù)投票算法產(chǎn)生或銷毀令牌； 在令牌的傳遞過程中，監(jiān)測令牌環(huán)路中的各個節(jié)點上次傳出令牌的時間戳，若監(jiān)測到 有節(jié)點上次傳出令牌的時間戳與當前時間的時間差超出設定的回環(huán)時間，則發(fā)起路由發(fā)現(xiàn) 過程，重建令牌環(huán)路。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述簡單多數(shù)投票算法產(chǎn)生或銷毀令牌包 括： 預設消息處理集群中的節(jié)點數(shù)量為N，N為大于等于1的整數(shù)； 當監(jiān)測到有節(jié)點加入由消息處理集群中的N個節(jié)點組成的令牌環(huán)路或者退出所述令 牌環(huán)路時，動態(tài)計算所述令牌環(huán)路內(nèi)的節(jié)點數(shù)量P ; 當P大于（N+2)/2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則自動產(chǎn)生新的令牌； 若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則維持原令牌； 當P小于等于（化2)/2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則銷毀該令牌。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述當P小于等于（化2)/2舍尾取整 值時，還包括： 若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則系統(tǒng)掛起，等待新的節(jié)點加入所述消息處理集群中。
4. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述消息處理集群中的節(jié)點包括投票站 節(jié)點、普通站節(jié)點和監(jiān)控站節(jié)點。
5. -種令牌的處理裝置，其特征在于，所述裝置包括： 令牌環(huán)路建立單元，用于在消息處理集群的應用層建立令牌環(huán)路； 令牌產(chǎn)生或者銷毀單元，用于當節(jié)點加入或者退出令牌環(huán)路時，采用簡單多數(shù)投票算 法產(chǎn)生或銷毀令牌； 令牌回環(huán)時間監(jiān)測單元，用于在令牌的傳遞過程中，監(jiān)測令牌環(huán)路中的各個節(jié)點上次 傳出令牌的時間戳，若監(jiān)測到有節(jié)點上次傳出令牌的時間戳與當前時間的時間差超出設定 的回環(huán)時間，則發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程，重建令牌環(huán)路。
6. 如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述令牌產(chǎn)生或者銷毀單元包括： 節(jié)點數(shù)量預設模塊，用于預設消息處理集群中的節(jié)點數(shù)量為N，N為大于等于1的整 數(shù)； 節(jié)點數(shù)量統(tǒng)計模塊，用于當監(jiān)測到有節(jié)點加入由消息處理集群中的N個節(jié)點組成的令 牌環(huán)路或者退出所述令牌環(huán)路時，動態(tài)計算所述令牌環(huán)路內(nèi)的節(jié)點數(shù)量P ; 令牌產(chǎn)生模塊，用于當P大于（化2)/2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則自動產(chǎn) 生新的令牌； 令牌維持模塊，用于若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則維持原令牌； 令牌銷毀模塊，用于當P小于等于（化2)/2舍尾取整值時，若令牌環(huán)路內(nèi)有令牌，則銷 毀該令牌。
7. 如權利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述令牌產(chǎn)生或者銷毀單元還包括： 節(jié)點加入等待模塊，用于若令牌環(huán)路內(nèi)無令牌，則系統(tǒng)掛起，等待新的節(jié)點加入所述消 息處理集群中。
8. 如權利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述裝置內(nèi)置于消息處理集群中的相應 節(jié)點中，所述消息處理集群中的節(jié)點包括投票站節(jié)點、普通站節(jié)點和監(jiān)控站節(jié)點。
9. 一種消息處理集群，其特征在于，所述消息處理集群中包括投票站節(jié)點、普通站節(jié)點 和監(jiān)控站節(jié)點，所述消息處理集群中的相應節(jié)點中內(nèi)置有如權利要求5至8任一項所述的 令牌的處理裝置。
【文檔編號】H04L12/757GK104468302SQ201410550612
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權日:2014年10月16日
【發(fā)明者】何萬剛 申請人:深圳市金證科技股份有限公司