《大型网站系统与Java中间件实践》读书笔记——CAP理论

分布式事务希望在多机环境下可以像单机系统那样做到强一致,这需要付出比较大的代价。而在有些场景下,接收状态并不用时刻保持一致,只要最终一致就行。

CAP理论是Eric Brewer在2000年7月份的PODC会议上提出的,CAP涵义如下:

  • Consistensy:all nodes see the same data at the same time,所有的节点在同一时间读到同样的数据。这就是数据上的一致性,也就是当数据写入成功后,所有的节点会同时看到这个新的数据。
  • Availability:a guarantee that every request receives a response about whether it was successful or failed,保证无论是成功还是失败,每个请求都能收到一个反馈。这就是数据的可用性,这里的重点是系统一定要有相应。
  • Partition-tolerance:the system continues to operate despite arbitrary message loss or failure of part of the system,即便系统中有部分问题或者有消息丢失,系统仍然能够继续运行。即系统的一部分出现问题时,系统仍能继续工作。

在分布式系统中并不能同时满足以上三项,最多在只能选择其中两项。

  • 选择CA,放弃分区容忍性,加强一致性和可用性。其实就是传统的单机数据库的选择。
  • 选择AP,放弃一致性,追求分区容忍性及可用性。这是很多分布式系统在设计时的选择,例如很多NoSQL系统就是如此。
  • 选择CP,放弃可用性,追求一致性和分区容忍性。这种选择下的可用性会比较低,网络的问题会直接让整个系统不可用。

从上面的分析可以看出,在分布式系统中,一般选择加强可用性和分区容忍性而牺牲一致性。当然,这里所讲的并不是不关心一致性,而是首先满足A和P,然后看如何解决C的问题。

来看看BASE模型,涵义如下:

  • Basically available:基本可用,允许分区失败。
  • Soft state:软状态,接受一段时间的状态不同步。
  • Eventually consistent:最终一致,保证最终数据的状态是一致的。

当分布式系统中选择了CAP中的A和P后,对于C采用的策略是保证最终一致。也就是不保证数据变化后所有节点立刻一致,但是保证它们最终是一致的。在大型网站中,为了更好地保持扩展性和可用性,一般都不会选择强一致性,而是采用最终一致的策略来实现。

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