分布式系统互斥中的 Ricart-Agrawala 算法

先决条件：分布式系统中的互斥
Ricart-Agrawala 算法是 Glenn Ricart 和 Ashok Agrawala 提出的分布式系统中的互斥算法。该算法是Lamport分布式互斥算法的扩展和优化。与 Lamport 算法一样，它也遵循基于许可的方法来确保互斥。

在这个算法中：

• 使用两种类型的消息（ REQUEST和REPLY ），并且假定通信通道遵循 FIFO 顺序。
• 一个站点向所有其他站点发送 REQUEST消息以获得他们进入临界区的许可。
• 一个站点向其他站点发送 REPLY消息以允许其进入临界区。
• 使用 Lamport 的逻辑时钟为每个关键部分请求提供时间戳。
• 时间戳用于确定临界区请求的优先级。较小的时间戳比较大的时间戳具有更高的优先级。临界区请求的执行总是按照它们的时间戳顺序执行。

算法：

• 进入临界区：
  • 当站点 S _i想要进入临界区时，它会向所有其他站点发送带时间戳的 REQUEST 消息。
  • 当一个站点的_Sj接收来自站点S _I的请求消息，它发送一个应答信息，站点S _I当且仅当
    • 站点 S _j既不请求也不当前执行临界区。
    • 如果站点 S _j正在请求，则站点 S _i的请求的时间戳小于其自己的请求。

      否则请求会被站点 S _j推迟。

• 执行临界区：
  • 如果站点 S _i已收到来自所有其他站点的 REPLY消息，则它进入临界区。
• 释放临界区：
  • 在退出站点 S 时，_我向所有延迟请求发送 REPLY 消息。

消息复杂度：
Ricart–Agrawala 算法需要在每个临界区执行中调用 2(N – 1) 条消息。这 2(N – 1) 条消息涉及

• (N – 1) 条请求消息
• (N – 1) 条回复消息

Ricart-Agrawala 算法的缺点：

• 不可靠的方法：系统中任何一个节点的故障都可以停止系统的进程。在这种情况下，该过程将永远处于饥饿状态。
  节点故障的问题可以通过在一定的超时后检测故障来解决。

表现：

• 同步延迟等于最大消息传输时间
• 每个临界区执行需要 2(N – 1) 条消息