分布式系统 - CAP

定义

It is impossible for a distributed data store to simultaneously provide more than two out of the following three guarantees:

• Consistency: every read receives the most recent write or an error
• Availability: every request receives a (non-error) response – without guarantee that it contains the most recent write
• Partition Tolerance: the system continues to operate despite an arbitrary number of messages being dropped (or delayed) by the network between nodes

在一个分布式存储系统中，不可能同时满足以下三点：

• 一致性：每次读请求都可以获取到数据的最新副本或者出错
• 可用性：每次读请求都能获得一个非错响应 - 但是不保证获取的数据为最新数据
• 分区容错性：系统仍然能够对外提供一致性和可用性保障，即使有任意数量的消息在网络传输时被丢弃或延时送达

解释

CP系统

CP系统

在上图的CP系统中，网络分区阻止了Slave从Master同步最新数据到本地，因此Slave无法得知本地数据副本是否为最新数据，为了保证一致性，因而拒绝对外提供响应。

• 该系统具备分区容错性，因为它允许节点通信出现故障
• 该系统具备一致性，因为它拒绝对外提供非最新的数据副本
• 该系统可用性较低，因为它会因为无法判断本地副本是否为最新而拒绝响应

AP系统

AP系统

在上图的AP系统中，网络分区阻止了Slave从Master同步最新数据到本地，因此Slave无法得知本地数据副本是否为最新数据，为了保证可用性，Slave对外提供本地的副本，即使它可能不是最新数据。

• 该系统具备分区容错性，因为它允许节点通信出现故障
• 该系统具备高可用性，因为它总会提供一个数据副本，即使它非最新
• 该系统一致性较差，因为它无法确保提供的数据总是最新

CA系统

CA系统

在上图的CA系统中，网络是可靠的，因此可以确保Master节点的数据更新同步到Slave节点

• 该系统具备一致性，因为它总能提供数据的最新副本
• 该系统具备高可用性，因为它的所有节点总能提供一个数据响应
• 该系统不具备分区容错性，因为这里网络是可靠的，不会出现分区（现实很残酷）