分布式系統(tǒng)非常關(guān)注三個指標(biāo)：

• 數(shù)據(jù)一致性;
• 系統(tǒng)可用性;
• 節(jié)點連通性與擴展性;

這三個指標(biāo)的關(guān)系如何，今天來聊一聊分布式理論的基礎(chǔ)CAP。

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什么是數(shù)據(jù)一致性?

數(shù)據(jù)“強一致性”，是希望系統(tǒng)只讀到最新寫入的數(shù)據(jù)，例如：通過單點串行化的方式，就能夠達(dá)到這個效果。

關(guān)于session一致性，DB主從一致性，DB雙主一致性，DB與Cache一致性，數(shù)據(jù)冗余一致性，消息時序一致性，分布式事務(wù)一致性，庫存扣減一致性，都存在類似的一致性問題。

什么可用性?

如果系統(tǒng)每運行100個時間單位，會有1個時間單位無法提供服務(wù)，則說系統(tǒng)的可用性是99%。

可用性和可靠性是比較容易搞混的兩個指標(biāo)，以一臺取款機為例：

• 正確的輸入，能夠取到正確的錢，表示系統(tǒng)可靠;
• 取款機7*24小時提供服務(wù)，表示系統(tǒng)可用;

保證系統(tǒng)高可用的方法是：

• 冗余;
• 故障自動轉(zhuǎn)移;

什么是連通性與擴展性?

分布式系統(tǒng)，往往有多個節(jié)點，每個節(jié)點之間，都不是完全獨立的，需要相互通信，當(dāng)發(fā)生節(jié)點無法聯(lián)通時，數(shù)據(jù)是否還能保持一致，系統(tǒng)要如何進(jìn)行容錯處理，是需要考慮的。

同時，連通性和擴展性緊密相關(guān)，想要加機器擴展性能，必須有良好的連通性。當(dāng)一個節(jié)點脫離系統(tǒng)，系統(tǒng)就出現(xiàn)問題，往往意味著系統(tǒng)是無法擴展的。

什么是CAP定理?

CAP定理，是對上述分布式系統(tǒng)的三個特性，進(jìn)行了歸納：

• 一致性(Consistency);
• 可用性(Availability);
• 分區(qū)容忍性(Partition Tolerance);

并且，定理指出，在系統(tǒng)實現(xiàn)時，這三者最多兼顧兩點。

一致性，可用性，多節(jié)點擴展性三者只能取其二，既然加鎖已經(jīng)加上，常見的最佳工程架構(gòu)實踐是什么呢?

互聯(lián)網(wǎng)，最常見的實踐是這樣的：

• 節(jié)點連通性，多節(jié)點擴展性，連通性異常的處理必須保證，滿足P;
• 一致性C與可用性A一般二選一;
• 選擇一致性C，舉例：傳統(tǒng)單庫水平切分，就是這類選型的典型;
• 選擇可用性A，舉例：雙主庫同步高可用，就是這類選型的典型;

強一致很難怎么辦?

單點串行化，雖然能保證“強一致”，但對系統(tǒng)的并發(fā)性能，以及高可用有較大影響，互聯(lián)網(wǎng)的玩法，更多的是“最終一致性”，短期內(nèi)未必讀到最新的數(shù)據(jù)，但在一個可接受的時間窗口之后，能夠讀到最新的數(shù)據(jù)。

例如：數(shù)據(jù)庫主從同步，從庫上的數(shù)據(jù)，就是一個最終的一致。

總結(jié)

• CAP可以理解為一致性，可用性，聯(lián)通與擴展性;
• CAP三者只能取其二;
• 最常見的實踐是AP+最終一致性;

【本文為51CTO專欄作者“58沈劍”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者】

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