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分布式理论 —— CAP 定理

分布式理论 —— CAP 定理

作者: Djbfifjd | 来源:发表于2019-05-29 21:38 被阅读94次

    一、什么是 CAP 定理

    2000 年的时候,Eric Brewer 教授提出了 CAP 猜想,2年后,被 Seth Gilbert 和 Nancy Lynch 从理论上证明了猜想的可能性,从此,CAP 理论正式在学术上成为了分布式计算领域的公认定理。并深深的影响了分布式计算的发展。

    CAP 理论告诉我们,一个分布式系统不可能同时满足一致性(C:Consistency),可用性(A: Availability)和分区容错性(P:Partition tolerance)这三个基本需求,最多只能同时满足其中的2个。

    什么是分区?
    在分布式系统中,不同的节点分布在不同的子网络中,由于一些特殊的原因,这些子节点之间出现了网络不通的状态,但他们的内部子网络是正常的。从而导致了整个系统的环境被切分成了若干个孤立的区域。这就是分区。

    二、为什么只能 3 选 2?

    CAP

    能不能同时满足这三个条件?假设有一个系统如下:

    整个系统由两个节点配合组成,之间通过网络通信,当节点 A 进行更新数据库操作的时候,需要同时更新节点 B 的数据库(这是一个原子的操作)。

    上面这个系统怎么满足 CAP 呢?

    • C:当节点A更新的时候,节点B也要更新。
    • A:必须保证两个节点都是可用的。
    • P:当节点 A、B 出现了网络分区,必须保证对外可用。

    可见,根本完成不了,只要出现了网络分区,A 就无法满足,因为节点 A 根本连接不上节点 B。如果强行满足 C 原子性,就必须停止服务运行,从而放弃可用性 C。

    所以,最多满足两个条件:

    三、能不能解决 3 选 2 的问题?

    难道真的没有办法解决这个问题吗?CAP 理论已经提出了 13 年,也许可以做些改变。仔细想想,分区是百分之百出现的吗?如果不出现分区,那么就能够同时满足 CAP。如果出现了分区,可以根据策略进行调整。比如 C 不必使用那么强的一致性,可以先将数据存起来,稍后再更新,实现所谓的 “最终一致性”。

    这个思路又是一个庞大的问题,也引出了第二个理论 Base 理论。

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