自组织应用程序

在一组机器中选择服务器，无论这些机器是否也是客户端，都是一个极其重要的问题。这叫做领导人选举。你应该阅读的开创性著作是莱斯利·兰波特的《兼职议会》，该书描述了帕克索斯协议。谷歌利用Paxos开发了一个名为Chubby的系统，它达到了你所描述的目的。

也就是说，你可能应该看看像Apache ZooKeeper这样的系统，它是分布式领导人选举的开源（尽管是Java）实现，更广泛地说，它是在巨大负载下经过彻底测试的分布式锁管理。Hadoop分布式数据存储和计算平台，特别是运行在Hadoop上的分布式数据库HBase，大量使用ZooKeeper来决定一组服务器中的"负责人"。这样，他们中的任何人都可以下台，其他人自己决定谁来接管这份工作。

正如我前面提到的，领导人选举充满了错误。很难做到正确。我在C#中"为了好玩"实现了六次paxos，我的所有实现都有错误。

因此，您目前有一个系统，在该系统中，LAN上的每个客户端都将通过UDP向LAN的其他部分宣布自己。其中一个客户端应用程序是"服务器"，并有一些额外的命令&除了作为客户本身之外，还拥有控制权。

可以肯定的是，这不是一个新想法。你想要的是在最初的"我在这里"连接通信中添加一些额外的谈话。当一个新客户端对局域网的其他部分大喊"我来了"时，如果有服务器，服务器应该说"欢迎，我是服务器"，新客户端应用程序现在知道哪个客户端充当服务器。所有其他客户可能也应该说"嗨"。如果没有服务器，新客户端应该首先重复"你好"（毕竟是UDP；你必须期望一些消息不会被接收到），如果没有人响应，这个新客户端是网络上唯一的客户端，默认情况下是"服务器"。如果有其他人但没有人声称自己是服务器，客户端可以"相互讨论"以确定新的服务器。

除此之外，服务器副本应该定期（可能每3-5秒）向每个人大喊"我还在这里"；这被称为"心跳"消息，是双向"ping"验证方法的一种非常常见的替代方法。

如果服务器应用程序（或任何副本，真的）正常关闭，它应该大喊"再见，大家，弄清楚谁是下一个服务器"。剩下的客户可以相互讨论。如果充当服务器的客户端崩溃，客户端将错过服务器的"心跳"消息，询问"谁是服务器"，如果没有人响应，客户端将相互讨论。

现在，客户之间的"讨论"可以很简单，也可以很复杂。最简单的方法是，无论哪个客户端说"好吧，我现在是服务器"，都可以成为服务器。你可能需要在消息中包含一些时间，这样，如果另一台计算机同时说了，客户就可以说"好吧，客户15先说了，所以我们和他一起去"。客户可以"投票"；让每个客户端与所有其他客户端进行对话，以确定该客户端和所有其他客户端之间的标称延迟，并且该客户端将"投票"选择延迟最低的连接（除非发现只有它一个，否则任何客户端都不能投票给自己）。大多数选票获胜。

或者，作为其"心跳"消息的一部分，服务器可以说"如果我宕机，我的继任者是客户端X"；如果错过了心跳，并且来自客户端的后续"你还在吗，服务器"消息没有得到响应，客户端可以说"国王死了！国王客户端X万岁！"。

要明白，在选择一个"权威"客户端作为服务器的过程中，全客户端系统中的这一层治理必然会大大增加客户端通信的复杂性。此外，当您使用UDP协议有助于快速通信时，UDP消息总是发生冲突；如果你在别人说话的时候说话，你的信息就会发生冲突。因此，我建议在该软件中的大多数通信中使用TCP而不是UDP，在这些通信中，有必要听到特定客户端的声音。这是对客户端的任何直接询问（"你还在吗，服务器？"），无论你用什么过程让客户端决定谁是新服务器，等等。