在生產環境部署數據庫時，往往會搭建多個副本(Replica)，保證數據庫集群的高可用性以及數據的持久性。傳統的部署方式是一主一備，即主備間通過日志同步數據變更。但是主備復制存在先天性缺陷，以常見的MySQL半同步復制為例，一旦網絡延遲超出閾值，同步就會退化到異步復制。此時如果主節點宕機，副本可能丟失已提交的數據，也就是常說的副本不一致。
為了保證副本間的強一致性，現代數據庫往往采用以Paxos為代表的多數派復制協議。Paxos通常要求集群中至少存3個節點，每次寫入都要獲得超過半數節點的確認，即便其中1個節點宕機，集群也仍然能正常提供服務。Paxos算法能夠保證副本間的強一致性，徹底解決副本不一致問題。
PolarDB-X在副本復制方面采用了X-Paxos。X-Paxos是阿里巴巴自研的Paxos協議實現，起源于AliSQL(阿里內部的 MySQL 分支)。基于樸素的Paxos實現，它在功能、性能上都做了大量優化，且經歷了數十載的雙十一考驗，穩定可靠。
X-Paxos實現了Multi-Paxos算法，通常存在一個相對穩定的Leader節點用于處理讀寫請求。如果Leader節點因為某些意外情況發生宕機或超時，Follower節點就會重新發起選主投票，如果得到超過半數的選票則成為新的Leader。Logger節點只負責保存日志以及參與Paxos投票。Learner節點通常用在只讀實例中，它僅僅接受主機群的變更日志，不參與Paxos投票。
此外，X-Paxos還支持動態添加刪除節點、權重化選主、Leader主動回切等企業級特性，允許用戶根據業務需求靈活定義部署方式。
多機房部署
基于Paxos復制協議，PolarDB-X可以部署到多個機房中，以實現機房級容災。常見的部署方式有同城三機房、兩地三中心等，其中后者主要應用在混合云部署中。由于Paxos協議的特性，通常三個機房中有一個主機房負責對外提供服務。
跨地域多活
如果業務有多活需求，出于性能考慮，通常建議在不同地域分別部署PolarDB-X實例，彼此之間通過數據同步工具相連接。數據要根據實際業務需求做合理的分區，以保證各個地域的數據不會相互沖突。