Multi Paxos：Basic Paxos的进化

Multi Paxos基于Basic Paxos，将原来2-Phase过程简化为了1-Phase，从而加快了提交速度。Multi Paxos要求在各个Proposer中有唯一的Leader，并由这个Leader唯一地提交value给各Acceptor进行表决，在系统中仅有一个Leader进行value提交的情况下，Prepare的过程就可以被跳过，而Leader的选举则可以由Paxos Lease来完成。

实际上，Multi Paxos并不是完全跳过了Phase-1，当系统中选举出一个新的Leader时，在最初的几次提交中必须依照2-Phase过程进行，在达到到一个“稳定”的状态，才可以跳过Phase-1，直接向各个Acceptor发送AcceptRequest进行提交。在这里就有两个比较关键的问题。

首先，新选出的Leader在初始状态下为何必须要按2-Phase过程进行提交呢？这要从Learner对value的处理说起。每一轮表决（也即一个Instance）对应一个InstanceId，InstanceId是单调连续递增的。当Learner处理value时必须严格按照InstanceId连续递增的顺序执行（用来保证数据一致性），如果因一些原因而无法得知某轮的最终表决结果，Learner就需要向各Acceptor查询该InstanceId对应的value。此时，就存在下面一种场景：当原有Leader在提交了一半突然下线了，而新当选的Leader如果直接通过AcceptRequest进行提交可能就会导致本轮表决未能通过任何最终决议（就如共4个Acceptor，原Leader刚向其中2个Acceptor提交value后下线，而新Leader上线后又给其余2个Accptor提交了不同的value，这将最终导致2：2的局面），使得Learner“卡死”在对这个Instance的处理上。

其次，如何保证新选出的Leader提交的InstanceId保持连续递增？对此，一方面可以让Leader在每次续租过程中将其当前的InstanceId告诉各个Acceptor，而新Leader当选后就可以从Acceptor那得到一个比较接近当前InstanceId的值；在新Leader当选后，先在最初的若干轮表决中使用2-Phase过程提交一些“空”操作（即Learner若发现表决结果是空操作则不做任何处理），最终追上或超过当前InstanceId，在此之后再采用1-Phase过程进行提交。到这里，又有一个问题出现了：应该执行多少轮2-Phase过程提交才能进入“稳定”状态呢？在代码实现中，为加快算法性能，可以让Proposer和Learner各自维护了一个队列，Acceptor维护了一块缓冲区，来达到一种“乱序提交-乱序表决-顺序执行”的方式，如图所示：
按照这样，假设Proposer的队列长度为QUEUE_SIZE，那么Proposer只要得知有QUEUE_SIZE个Instance通过最终表决，就可以确定自己已达到“稳定”状态。如下图，在队列长度QUEUE_SIZE=2的情况下，原Leader在提交第5和第6个value时突然离线，新Leader被选出后需进行如下的尝试3次2-Phase提交（第4个Instace实际上是无法最终被通过的，但第5和第6个Instace能够被表决通过）后达到“稳定”状态。