День 2383. #ЗаметкиНаПолях
Алгоритмы Выбора Главного Узла в Распределённых БД. Окончание
1. Алгоритм Забияки
2. Кольцевой Алгоритм
3. Алгоритм Paxos
4. Алгоритм Raft

5. Zookeeper и Zab
ZooKeeper не является БД. Он не хранит записи пользователей, индексы запросов и не реплицирует записи журнала. Вместо этого он играет важнейшую роль в распределённой экосистеме: координирует работу. Когда системам требуется выбрать брокера, управлять отказоустойчивостью лидера или синхронизировать конфигурацию, ZooKeeper — незаменимый сервис.

Внутренне ZooKeeper использует протокол Zab (ZooKeeper Atomic Broadcast). Zab обрабатывает как выбор лидера, так и репликацию состояния, гарантируя безопасность, согласованность и отказоустойчивость даже метаданных координации (см. диаграмму ниже).

Zab обеспечивает надёжность выборов лидера в ZooKeeper. Прежде чем новый лидер сможет начать обработку запросов на запись, он должен синхронизироваться с кворумом ведомых, чтобы убедиться, что у него самое последнее зафиксированное состояние.

Каждая транзакция в ZooKeeper помечается zxid (идентификатором транзакции ZooKeeper), который объединяет эпоху лидера и индекс журнала. Это позволяет узлам определять, кто имеет наиболее актуальную картину мира.

Во время выборов лидера в Zab:
- Предпочтение отдаётся кандидату с наиболее актуальным ZXID.
- Новый лидер должен пройти фазу синхронизации состояния с кворумом, прежде чем сможет фиксировать новые транзакции.
- Если синхронизация не удаётся, выборы завершаются неудачей, и повторяются.

Итого
Каждый алгоритм выборов лидера решает одну и ту же фундаментальную задачу: выбор одного надёжного лидера в распределённой системе. Но они подходят к этому с разными допущениями, компромиссами и эксплуатационными характеристиками.

- Алгоритмы Забияки и Кольцевой используют детерминированные правила, основанные на идентификаторах узлов. Paxos, Raft и Zab используют принятие решений на основе кворума.
- Для обеспечения отказоустойчивости алгоритм Забияки предполагает надёжные соединения и точное обнаружение сбоев. Узел, ложно помеченный как мёртвый, может привести к появлению нескольких лидеров или частым перевыборам. Кольцевой алгоритм останавливается, если любой узел в кольце выходит из строя без предупреждения. В отличие от этого, Paxos, Raft и Zab допускают частичные сбои и продолжают принимать безопасные решения.
- С точки зрения производительности, Raft и ZooKeeper/Zab предсказуемо справляются с перевыборами. Алгоритмы Забияки и Кольцевой неэффективны в средах с высокой текучестью. Paxos, особенно в базовой версии, может испытывать трудности при наличии нескольких предлагающих узлов и нечётком лидерстве, если не использовать такие усовершенствования, как Multi-Paxos.
- Алгоритмы Забияки и Кольцевой просты в реализации. Raft требует больше усилий. Paxos довольно сложно настроить правильно. ZooKeeper/Zab скрывает сложность за API, но лежащие в его основе механизмы нетривиальны.

Источник: https://blog.bytebytego.com/p/top-leader-election-algorithms-in

День 2384. #TipsAndTricks
Как Продолжить Выполнение Процесса После Завершения Задания GitHub Action
После завершения задания GitHub Actions обработчик завершает все запущенные им дочерние процессы. Он идентифицирует эти процессы, проверяя переменную окружения RUNNER_TRACKING_ID. Любой процесс, где эта переменная установлена переменной считается дочерним процессом обработчика и будет остановлен.

Чтобы процесс продолжил работу после завершения задания, запустите его без переменной окружения RUNNER_TRACKING_ID:

var psi = new ProcessStartInfo("sample_app");
psi.EnvironmentVariables.Remove("RUNNER_TRACKING_ID");
Process.Start(psi);

Либо:

# Вариант 1
$env:RUNNER_TRACKING_ID = $null

# Вариант 2
$psi = New-Object System.Diagnostics.ProcessStartInfo "sample_app"
$psi.EnvironmentVariables.Remove("RUNNER_TRACKING_ID")
[System.Diagnostics.Process]::Start($psi)

Примечание: В обработчиках, размещенных на GitHub, это решение не поможет, поскольку вся виртуальная машина удаляется после завершения задания.

Источник: https://www.meziantou.net/how-to-keep-processes-running-after-a-github-action-job-ends.htm

День 2385. #TipsAndTricks
5 Современных Возможностей C#, Которые Улучшат Ваш Код
C# стал гораздо более выразительным и мощным языком, чем был ещё несколько лет назад. Вот 5 новинок языка, которые отличают инженеров, просто «знающих C#», от тех, кто использует его на полную.

1. Структуры только для чтения для критически важных для производительности типов-значений
Обычная структура копируется без необходимости, что приводит к скрытым потерям производительности. Отметив её как только для чтения, вы сообщаете компилятору, что её поля никогда не изменятся, что позволяет среде выполнения не создавать защитные копии.
Раньше:

public struct Point
{
  public int X { get; }
  public int Y { get; }
  public Point(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
}

Сейчас:

public readonly struct Point
{
  public int X { get; }
  public int Y { get; }
  public Point(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
}

Для высокопроизводительного кода, такого как графика, игры или API с большим количеством математических вычислений, это небольшое ключевое слово может означать значительную экономию.

2. Ключевое слово scoped для предотвращения использования ref-переменных вне области видимости
C# позволяет использовать ref-переменные для повышения производительности, но распространённой ошибкой является случайное их использование вне области видимости (возвращение ссылки на что-то, что больше не является безопасным). scoped гарантирует во время компиляции, что ссылка не проживёт дольше положенного.
Без scoped:

ref int Dangerous(ref int number)
{
  // Может быть использовано извне и привести к проблемам
  return ref number;
}

scoped:

ref int Safe(scoped ref int number)
{
  // Компилятор проверяет, что number может 
  // использоваться только внутри метода
  // и выдаёт ошибку компиляции
  return ref number;
}

3. Обязательные свойства для принудительной инициализации объекта
Сколько раз вы создавали объект и забывали установить одно из его критически важных свойств? При использовании обязательных свойств компилятор принуждает инициализировать объект.
Раньше:

public class User
{
  public string Name { get; set; }
  public string Email { get; set; }
}
// Можно забыть инициализировать свойства
var user = new User { Name = "John" };

Сейчас:

public class User
{
  public required string Name { get; init; }
  public required string Email { get; init; }
}
// Компилятор проверяет полноту инициализации
var user = new User { 
 Name = "John", Email = "[email protected]" };

4. Возврат типа ref readonly, чтобы избежать защитного копирования
При возврате больших структур возврат по значению часто приводит к ненужному копированию. Возврат типа ref readonly даёт вызывающим функциям ссылку на объект, который они могут читать, но не могут изменять.
Без ref readonly:

public BigStruct GetData() => 
 _bigStruct; // Копирует структуру

С ref readonly:

public ref readonly BigStruct GetData() => 
 ref _bigStruct; // Нет копирования

Это особенно актуально в библиотеках, критичных к производительности, где структуры неизменяемы, но копирование требует больших затрат.

5. Статические абстрактные члены в интерфейсах для обобщённой математики
Это кажется узкоспециализированной функцией, но открывает доступ к настоящей обобщённой математике без рефлексии и упаковки. До появления этой функции нельзя было писать обобщённые алгоритмы, работающие с числовыми типами:

T Add<T>(T a, T b) where T : INumber<T> 
  => a + b;

Благодаря статическим абстрактным членам, INumber<T> определяет операторы и константы обобщённо, обеспечивая чистые, независимые от типов математические библиотеки.

Итого
Современный C# — это не просто новый синтаксис; это достижение ясности, безопасности и производительности, которых просто не могли предложить старые версии. Начните внедрять эти функции в свой код, и вы не только начнёте писать лучшее ПО, но и по-новому взглянете на возможности языка.

Источник: https://blog.stackademic.com/5-modern-c-features-that-will-make-your-code-feel-like-magic-d1ef6a374d13

День 2386. #ЗаметкиНаПолях
Неожиданная Несогласованность в Записях
На днях Джон Скит пытался найти ошибку в своём коде, и она оказалась следствием его непонимания принципов работы записей в C#. Как показывает вчерашний опрос, он не единственный, кто ожидал, что они будут работать именно так.

Когда записи появились в C#, одновременно появился и оператор «обратимого изменения» with. Идея заключается в том, что типы записей неизменяемы, но вы можете легко и эффективно создать новый экземпляр с теми же данными, что и существующий экземпляр, но с другими значениями некоторых свойств:

public record HighScoreEntry(
 string PlayerName, int Score, int Level);

HighScoreEntry entry = new("Jon", 5000, 50);
var updatedEntry = 
 entry with { Score = 6000, Level = 55 };

Это не изменяет данные первоначальной записи, т.е. entry.Score останется 5000.

Проблема
В качестве очень простого (и весьма надуманного) примера можно создать запись, которая определяет, является ли значение чётным или нечётным при инициализации:

public record Number(int Value)
{
  public bool Even { get; } = 
   (Value & 1) == 0;
}

На первый взгляд, всё нормально:

var n2 = new Number(2);
var n3 = new Number(3);
Console.WriteLine(n2); 
// Number { Value = 2, Even = True }
Console.WriteLine(n3); 
// Number { Value = 3, Even = False }

Но если мы изменим код на использование with:

var n3 = n2 with { Value = 3 };
Console.WriteLine(n3); 
// Number { Value = 3, Even = True }

Джон (и не только он) всегда предполагал, что оператор with вызывает конструктор с новыми значениями. На самом деле это не так. Оператор with выше преобразуется в примерно такой код:

var n3 = n2.<Clone>$();
n3.Value = 3;

Метод <Clone>$ (по крайней мере, в этом случае) вызывает сгенерированный конструктор копирования (Number(Number)), который копирует как Value, так и резервное поле для Even (т.е. значение Even). Всё это документировано, но пока компилятор не выдаёт никаких предупреждений о возможных несоответствиях, которые это может вызвать.

Конечно, вычисляемое свойство работает правильно. Значение вычисляется каждый раз при обращении к нему:

public record Number(int Value)
{
  public bool Even => (Value & 1) == 0;
}

Что делать?
Пока просто знать об этом и жить дальше. Легко сказать, что можно просто использовать вычисляемые свойства. Проблема, если кто-то, не знающий об этом, добавит/изменит свойство на вычисляемое при инициализации. Либо если запись предоставлена в какой-то внешней библиотеке (не заглядывая в исходный код библиотеки, нет возможности определить какое свойство там использовано). Сложно представить, что это поведение будет изменено в языке. Но Джон попросил Майкрософт хотя бы добавить предупреждение в таких случаях, а также написал собственный анализатор.

Источник: https://codeblog.jonskeet.uk/2025/07/19/unexpected-inconsistency-in-records/