CAP&Base理论

一、CAP 理论

CAP 理论指出对于一个分布式计算系统来说,不可能同时满足以下三点:

  • 一致性:在分布式环境中,一致性是指数据在多个副本之间是否能够保持一致的特性,等同于所有节点访问同一份最新的数据副本。在一致性的需求下,当一个系统在数据一致的状态下执行更新操作后,应该保证系统的数据仍然处于一致的状态。

  • 可用性:每次请求都能获取到正确的响应,但是不保证获取的数据为最新数据。

  • 分区容错性:分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候,仍然需要能够保证对外提供满足一致性和可用性的服务,除非是整个网络环境都发生了故障。

一个分布式系统最多只能同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition tolerance)这三项中的两项。

在这三个基本需求中,最多只能同时满足其中的两项,P 是必须的,因此只能在 CP 和 AP 中选择,zookeeper 保证的是 CP,对比 spring cloud 系统中的注册中心 eureka实现的是 AP。

二、BASE 理论

BASE 是 Basically Available(基本可用)、Soft-state(软状态) 和 Eventually Consistent(最终一致性) 三个短语的缩写。

  • 基本可用:在分布式系统出现故障,允许损失部分可用性(服务降级、页面降级)。

  • 软状态:允许分布式系统出现中间状态。而且中间状态不影响系统的可用性。这里的中间状态是指不同的 data replication(数据备份节点)之间的数据更新可以出现延时的最终一致性。

  • 最终一致性:data replications 经过一段时间达到一致性。

BASE 理论是对 CAP 中的一致性和可用性进行一个权衡的结果,理论的核心思想就是:我们无法做到强一致,但每个应用都可以根据自身的业务特点,采用适当的方式来使系统达到最终一致性。

强一致性:又称线性一致性(linearizability )

1.任意时刻,所有节点中的数据是一样的,

2.一个集群需要对外部提供强一致性,所以只要集群内部某一台服务器的数据发生了改变,那么就需要等待集群内其他服务器的数据同步完成后,才能正常的对外提供服务

3.保证了强一致性,务必会损耗可用性

弱一致性:

1.系统中的某个数据被更新后,后续对该数据的读取操作可能得到更新后的值,也可能是更改前的值。

2.即使过了不一致时间窗口,后续的读取也不一定能保证一致。

最终一致性:

1.弱一致性的特殊形式,不保证在任意时刻任意节点上的同一份数据都是相同的,但是随着时间的迁移,不同节点上的同一份数据总是在向趋同的方向变化

2.存储系统保证在没有新的更新的条件下,最终所有的访问都是最后更新的值

顺序一致性:

1.任何一次读都能读到某个数据的最近一次写的数据。

2.对其他节点之前的修改是可见(已同步)且确定的,并且新的写入建立在已经达成同步的基础上。

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