分布式系統(tǒng)CAP的原理介紹

CAP原理中，有三個(gè)要素：
一致性(Consistency)
可用性(Availability)
分區(qū)容錯(cuò)性(Partition tolerance)


Consistency 一致性
一致性指“all nodes see the same data at the same time”，即更新操作成功并返回客戶端完成后，所有節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間的數(shù)據(jù)完全一致。分布式的一致性
對(duì)于一致性，可以分為從客戶端和服務(wù)端兩個(gè)不同的視角。從客戶端來看，一致性主要指的是多并發(fā)訪問時(shí)更新過的數(shù)據(jù)如何獲取的問題。從服務(wù)端來看，則是更新如何復(fù)制分布到整個(gè)系統(tǒng)，
以保證數(shù)據(jù)最終一致。一致性是因?yàn)橛胁l(fā)讀寫才有的問題，因此在理解一致性的問題時(shí)，一定要注意結(jié)合考慮并發(fā)讀寫的場(chǎng)景。
從客戶端角度，多進(jìn)程并發(fā)訪問時(shí)，更新過的數(shù)據(jù)在不同進(jìn)程如何獲取的不同策略，決定了不同的一致性。對(duì)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，要求更新過的數(shù)據(jù)能被后續(xù)的訪問都能看到，這是強(qiáng)一致性。
如果能容忍后續(xù)的部分或者全部訪問不到，則是弱一致性。如果經(jīng)過一段時(shí)間后要求能訪問到更新后的數(shù)據(jù)，則是最終一致性。

Availability 可用性
可用性指“Reads and writes always succeed”，即服務(wù)一直可用，而且是正常響應(yīng)時(shí)間。
對(duì)于一個(gè)可用性的分布式系統(tǒng)，每一個(gè)非故障的節(jié)點(diǎn)必須對(duì)每一個(gè)請(qǐng)求作出響應(yīng)。也就是，該系統(tǒng)使用的任何算法必須最終終止。當(dāng)同時(shí)要求分區(qū)容忍性時(shí)，這是一個(gè)很強(qiáng)的定義：即使是嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤，
每個(gè)請(qǐng)求必須終止。
好的可用性主要是指系統(tǒng)能夠很好的為用戶服務(wù)，不出現(xiàn)用戶操作失敗或者訪問超時(shí)等用戶體驗(yàn)不好的情況?？捎眯酝ǔＧ闆r下可用性和分布式數(shù)據(jù)冗余，負(fù)載均衡等有著很大的關(guān)聯(lián)。


Partition Tolerance分區(qū)容錯(cuò)性
分區(qū)容錯(cuò)性指“the system continues to operate despite arbitrary message loss or failure of part of the system”，即分布式系統(tǒng)在遇到某節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)分區(qū)故障的時(shí)候，仍然能夠?qū)ν馓峁M足一致性
和可用性的服務(wù)。
分區(qū)容錯(cuò)性和擴(kuò)展性緊密相關(guān)。在分布式應(yīng)用中，可能因?yàn)橐恍┓植际降脑驅(qū)е孪到y(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。好的分區(qū)容錯(cuò)性要求能夠使應(yīng)用雖然是一個(gè)分布式系統(tǒng)，而看上去卻好像是在一個(gè)可以運(yùn)轉(zhuǎn)正常的整體。比如
現(xiàn)在的分布式系統(tǒng)中有某一個(gè)或者幾個(gè)機(jī)器宕掉了，其他剩下的機(jī)器還能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)滿足系統(tǒng)需求，或者是機(jī)器之間有網(wǎng)絡(luò)異常，將分布式系統(tǒng)分隔未獨(dú)立的幾個(gè)部分，各個(gè)部分還能維持分布式系統(tǒng)的運(yùn)作，這樣
就具有好的分區(qū)容錯(cuò)性。