1.2 分布式算法的意义

客观世界充满着既独立、又需要协作的实体，如何让它们按照人类的意图运作，分布式算法发挥着重要的作用。例如，在多路处理器的计算机中，处理器之间是不共享高速缓存的，但无论进程在哪个处理器上执行，都能看到同样的数据，这是因为每个处理器对应的缓存控制器上都运行了一种叫作“一致性缓存”的算法。这个一致性缓存算法就是一种基于消息传递的分布式算法，只不过分布的尺寸仅限于单台计算机内部而已。

有些应用在本质上就是分布式的，因此需要分布式算法。例如，有一个数据分发系统，它只要求每个接收者都能一个不落地收到所有的数据包，但对数据包的接收顺序没有要求，在分布式算法中，这叫作“尽力广播”；而一个交易系统不仅要求每个正确的进程（即证券信息接收端）能收到所有的包，还要求收包顺序与发包顺序完全一致，在分布式算法中，这叫作“先进先出广播”。类似的系统数不胜数，它们本身就是一个分布式系统，所以需要使用分布式算法。

还有一些应用，本身并不要求分布式算法，但出于高可用、容错等目的而不得不使用分布式算法。例如，对于一个业务并不繁忙的交易系统，单台数据库节点或许就足以满足性能需求。但为了避免单台节点故障，导致交易业务受影响，往往需要部署多台数据库节点以实现高可用，这要求在每台数据库节点上存储的交易记录是完全相同的。这就要用到分布式算法中的共识算法。

下面介绍一个著名的“两将军”问题（Two Generals Problem），感受一下分布式共识算法的巨大作用。