BASE理論是什么

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概述

BASE理論是Basically Available(基本可用)，Soft State（軟狀態(tài)）和Eventually Consistent（最終一致性）三個短語的縮寫。BASE 理論是對 CAP 中一致性和可用性權(quán)衡的結(jié)果，其核心思想是：既是無法做到強一致性（Strong consistency），但每個應(yīng)用都可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)特點，采用適當?shù)姆绞絹硎瓜到y(tǒng)達到最終一致性（Eventual consistency),BASE理論是CAP理論中AP的延伸。

BASE理論它的核心就是基本可用（Basically Available）和最終一致性（Eventually consistent）。而軟狀態(tài)描述的是實現(xiàn)服務(wù)可用性的時候系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一種過渡狀態(tài)，也就是說不同節(jié)點間，數(shù)據(jù)副本存在短暫的不一 致。軟狀態(tài)是一種中間過渡狀態(tài)。

基本可用

當分布式系統(tǒng)在出現(xiàn)不可預(yù)知的故障時，允許損失部分功能的可 用性，保障核心功能的可用性。

流量削峰

12306 訂票系統(tǒng)基出售不同區(qū)域的票，將訪問請求錯開，削弱請求峰值。在春運期間，深圳出發(fā)的火車票在 8 點開售，北京出發(fā)的火車票在9點開售。分布式消息隊列的一個主要功能就是削峰。

延遲響應(yīng)

正常情況下的搜索引擎0.5秒即返回給用戶結(jié)果，而基本可用的搜索引擎可以在2秒作用返回結(jié)果。通過犧牲響應(yīng)時間的可用性，保證核心功能的運行

體驗降級

用小圖片來替代原始圖片，通過降低圖片的清晰度和大小，提升系統(tǒng)的處理能力。淘寶在雙十一早期會關(guān)閉購物歷史記錄查詢能力

過載保護

接收到的請求放在指定的隊列中排隊處理，如果請求等 待時間超時了（假設(shè)是 100ms），這個時候直接拒絕超時請求；再比如隊列滿了之后，就 清除隊列中一定數(shù)量的排隊請求，保護系統(tǒng)不過載，實現(xiàn)系統(tǒng)的基本可用

最終一致性

不可能一直是軟狀態(tài)，必須有個時間期限。在期限過后，應(yīng)當保證所有副本保持數(shù)據(jù)一致性，從而達到數(shù)據(jù)的最終一致性。這個時間期限取決于網(wǎng)絡(luò)延時、系統(tǒng)負載、數(shù)據(jù)復(fù)制方案設(shè)計等等因素。最終一致性分為5種：

因果一致性（Causal consistency）

因果一致性指的是：如果節(jié)點A在更新完某個數(shù)據(jù)后通知了節(jié)點B，那么節(jié)點B之后對該數(shù)據(jù)的訪問和修改都是基于A更新后的值。于此同時，和節(jié)點A無因果關(guān)系的節(jié)點C的數(shù)據(jù)訪問則沒有這樣的限制。

讀己之所寫（Read your writes）

讀己之所寫指的是：節(jié)點A更新一個數(shù)據(jù)后，它自身總是能訪問到自身更新過的最新值，而不會看到舊值。其實也算一種因果一致性。

會話一致性（Session consistency）

會話一致性將對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的訪問過程框定在了一個會話當中：系統(tǒng)能保證在同一個有效的會話中實現(xiàn) “讀己之所寫” 的一致性，也就是說，執(zhí)行更新操作之后，客戶端能夠在同一個會話中始終讀取到該數(shù)據(jù)項的最新值。

單調(diào)讀一致性（Monotonic read consistency）

單調(diào)讀一致性指的是：如果一個節(jié)點從系統(tǒng)中讀取出一個數(shù)據(jù)項的某個值后，那么系統(tǒng)對于該節(jié)點后續(xù)的任何數(shù)據(jù)訪問都不應(yīng)該返回更舊的值。

單調(diào)寫一致性（Monotonic write consistency）

單調(diào)寫一致性指的是：一個系統(tǒng)要能夠保證來自同一個節(jié)點的寫操作被順序的執(zhí)行。

在實際的實踐中，這5種系統(tǒng)往往會結(jié)合使用，以構(gòu)建一個具有最終一致性的分布式系統(tǒng)。

實際上，不只是分布式系統(tǒng)使用最終一致性，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在某個功能上，也是使用最終一致性的。比如備份，數(shù)據(jù)庫的復(fù)制過程是需要時間的，這個復(fù)制過程中，業(yè)務(wù)讀取到的值就是舊的。當然，最終還是達成了數(shù)據(jù)一致性。這也算是一個最終一致性的經(jīng)典案例。幾乎所有的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采用的都是最終一致性，只有在實在無法使用最終一致性，才使用強一致性或事務(wù)，比如，對于決定系統(tǒng)運行的敏感元數(shù)據(jù)，需要考慮采用強一致性，對于與錢 有關(guān)的支付系統(tǒng)或金融系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，需要考慮采用事務(wù)。

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