分散式系統中的CAP、ACID、BASE概念
CAP
分散式系統中,這三個特性只能滿足其中兩個。
一致性(Consistency)
分散式中一致性又分強一致性和弱一致性,強一致性主濁任何時刻任何節點看到的數據都是一樣的,弱一致性一* * 般實現的是最終一致性。
可用性(Availability)
集群在任何時間內都正常使用
分區容錯性(Partition Tolerance)
某一部分集群壞掉,另一部分仍能正常工作。
對於二選一模型
- CA模型,在分散式系統中不存在,因為捨棄P,意味著放棄分散式系統。比如單機版本的MySQL,如果MySQL考慮主備或集群部署時,它必須考慮P
- CP模型,捨棄了可用性,一定會讀取到最新的數據,不會讀取到舊數據。一是因為消息丟失、延遲過高發生了網路分區,就影響用戶的體驗和業務的可用性。例如Etcd,Consul和Hbase
- AP模型,捨棄了一致性,實現了服務的高可用。用戶訪問系統的時候,都能得到響應數據,不會出現響應錯誤,但會讀到舊數據。比如Cassandra 和 DynamoDB。
ACID
一致性強,但是伸縮性差
原子性(Atomicity)
要麼全部完成,要麼全部失敗
一致性(Consistency)
事務開始和完成時,數據必須保持一致的狀態,資料庫的完整性約束沒有被破壞。比如A給B轉賬,不論轉賬事務是否成功,兩者存款的總額不變
隔離性(Isolation)
多個事務並發訪問時,事務之間是隔離的,一個事務不能影響到其他事務的結果 ,不能看到其他事務運行時中間某個時刻的數據。
持久性(Durability)
事務完成後,該事務對資料庫所作的更改便持久地保存在資料庫中,並不會被回滾
關於二階段提交協議
- 二階段提交。
分成提交請求階段(投票階段)和提交執行階段(完成階段)。
第一個階段,每個參與者投票表決事務是放棄還是提交
第二個階段,事務的每個參與者都執行最終統一的決定
BASE
一致性弱,伸縮性強
基本可用(Basic Availability)
分散式系統出現故障時,允許損失部分可用性,保證核心可用。
軟狀態(Soft-state)
允許系統存在中間狀態,而該中間狀態不會影響系統整體可用性。分散式存儲中一般一份數據至少會有3個副本,允許不同節點間副本同步的延時就是軟狀態的體現。
最終一致性((Eventual Consistency)
指所有副本經過一定時間後,最終能達到一致的狀態
ACID:大家在買同一本書的過程中,每個用戶的購買請求都把庫存鎖住,等減完庫存,把鎖釋放,後續的人才能進行購買。於是我們同是時間不可能有多個用戶下單,訂單流程要有排隊的情況,這樣就不能做出性能比較高的系統來
BASE:大家可以同時下單,這個時間不需要真正的去分配庫存,然後系統非同步地處理訂單,而且是批量的處理。因為下單的時候沒有扣減庫存,所以有可能會有超賣的情況。而後台的系統在處理訂單時,發現庫沒有了,才會告訴用戶你沒有購買成功。
BASE和ACID代表兩種截然相反的設計理念,ACID注重一致性,是傳統關係型資料庫(MySQL)的設計思路,BASE關注高可用,大多數分散式事務適合BASE.