分布式系统BASE理论

什么是BASE理论

eBay的架构师Dan Pritchett源于对大规模分布式系统的实践总结,在ACM上发表文章提出BASE理论,BASE理论是对CAP理论的延伸,核心思想是即使无法做到强一致性(Strong Consistency,CAP的一致性就是强一致性),但应用可以采用适合的方式达到最终一致性(Eventual Consitency)。

BASE是指基本可用(Basically Available)、软状态( Soft State)、最终一致性( Eventual Consistency)。

BASE理论的描述

BA:分布式系统在出现故障时,允许损失部分可用性,但是系统还是可用的.
S:和ACID强状态相对应,是指系统中允许存在的中间状态.
E:系统中的数据,经过同步之后最终能够达到一个一致的状态.

最终一致性的实际应用

而在实际工程实践中,最终一致性分为 5 种:

  1. 因果一致性(Causal consistency)

指的是:如果节点 A 在更新完某个数据后通知了节点 B,那么节点 B 之后对该数据的访问和修改都是基于 A 更新后的值。于此同时,和节点 A 无因果关系的节点 C 的数据访问则没有这样的限制。

  1. 读己之所写(Read your writes)

这种就很简单了,节点 A 更新一个数据后,它自身总是能访问到自身更新过的最新值,而不会看到旧值。其实也算一种因果一致性。

  1. 会话一致性(Session consistency)

会话一致性将对系统数据的访问过程框定在了一个会话当中:系统能保证在同一个有效的会话中实现 “读己之所写” 的一致性,也就是说,执行更新操作之后,客户端能够在同一个会话中始终读取到该数据项的最新值。

  1. 单调读一致性(Monotonic read consistency)

单调读一致性是指如果一个节点从系统中读取出一个数据项的某个值后,那么系统对于该节点后续的任何数据访问都不应该返回更旧的值。

  1. 单调写一致性(Monotonic write consistency)

指一个系统要能够保证来自同一个节点的写操作被顺序的执行。

然而,在实际的实践中,这 5 种系统往往会结合使用,以构建一个具有最终一致性的分布式系统。实际上,不只是分布式系统使用最终一致性,关系型数据库在某个功能上,也是使用最终一致性的,比如备份,数据库的复制过程是需要时间的,这个复制过程中,业务读取到的值就是旧的。当然,最终还是达成了数据一致性。这也算是一个最终一致性的经典案例。

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