做电商网站要服务器吗,app应用程序开发公司,wordpress分享视频网站,哔哩哔哩网页版网址入口原文链接#xff1a;https://blog.csdn.net/lihao21/article/details/81051631 CAP 理论是分布式系统的一个基础理论#xff0c;它描述了任何一个分布式系统最多只能满足以下三个特性中的两个#xff1a; 一致性#xff08;Consistency#xff09;可用性#xff08;Avail… 原文链接https://blog.csdn.net/lihao21/article/details/81051631 CAP 理论是分布式系统的一个基础理论它描述了任何一个分布式系统最多只能满足以下三个特性中的两个 一致性Consistency可用性Availability分区容忍性Partition tolerance
CAP 理论听起来十分抽象本文尝试以生活中的例子并用通俗易懂的语言来解释 CAP 理论的含义。
第一章“记忆公司”面世
一天晚上正准备入睡时你的妻子对你记住她生日并送她礼物表示感谢。这时一个商业想法从你的脑海中闪现人们总是弱于记忆生活中的事情而我却拥有超群的记忆力因此为何不成立一间公司可以充分运用自己的记忆天赋来赚钱。说干就干接着你在当地一间报社刊登了记忆公司的宣传广告 记忆公司 —— 你的事情永不会忘记 还在为你老是忘记而苦恼福音来了只须一个电话。 当你需要记着某件事情时请拨打 400 - 888 - 8888告诉我们你需要记住的事情下次你需要找回这件事情请再次拨打电话我们将会告诉你的所需。 收费 每次只需要 10 元。 以下是一次你和顾客的电话对话。
顾客Hey麻烦帮我记住我邻居的生日。你好。你邻居生日是什么时候顾客1月2日。你在一个本子翻到这位顾客的一页记录下他邻居的生日。好的已记录好。下次你找回邻居的生日请再次拨打电话。顾客谢谢。你不客气本次收费 10 元。
第二章业务扩大了
随着时间的推移记忆公司的业务发展得越来越好越来越多的顾客打电话进来需要服务。虽然赚到的钱越来越多但也产生了一个新的问题。 顾客打电话进来时需要等待的时间越来越多另外当你生病时所有顾客都不能获得服务这令人很是烦恼。 于是你想出了一个新的计划
你和你的妻子同时接收顾客的电话顾客仍然只需要记着一个公司的服务电话 400 - 888 - 8888一个路由器会将顾客的电话分发到你和妻子电话上
第三章服务出错了
新计划实施两天后你接到了一个名叫 John 的电话John 是个老顾客了。
JohnHey你你好欢迎拨打记忆公司电话有什么可以帮到你吗John可以告诉我去新泽西的航班是什么时候吗你当然。然后你翻开 John 的页面发现并没有 John 航班的记录你你好是不是搞错了我们这里并没有关于你航班的信息John什么昨天我才刚打电话过来说去新泽西航班的事情
哪里出错了难道 John 撒谎了。你继续思考导致出错的原因。会不会是妻子接到了电话你走到妻子的桌子发现妻子将 John 的航班记录在了本子上这时你才意识到导致问题的原因妻子接听到 John 的电话但你的本子没有 John 的记录。
如果将上面的实施计划称一个分布式的设计那这个设计存在明显的问题——一致性consistent的问题。打进来的电话可能其中一人接听并记录下来下次电话查询时却可能由另一人接听这样就会出现不一致的问题无法为顾客准确提供服务。
第四章解决一致性问题
晚上你在床上翻来覆去最后想到一个解决一致性问题的办法你把新的计划告诉妻子
每次接收记录的电话顾客要求帮忙记住他们的事情时我们同时告知另一个人这样我们两个人都会在本子更新这位顾客的记录下次这位顾客再次打电话进来查询这时我们不需要告知对方因为两个本子都有这位顾客的记录了
这个方法只有一个问题你告诉妻子当有顾客需要记录时我们不能并行地工作。例如你接收到记录的电话并这个信息告知我这时我就不能再接听其他顾客的电话了。但这个问题基本上也是可以接受的因为大部分顾客的电话都是查询的。
老公你真聪明妻子称赞你但这个设计还有一个问题。如果某天我们其中一个人有事不能工作了怎么办由于我们要求每次接到记录电话需要同时更新两个本子这就导致我们不能为顾客提供记录的服务这样就导致无法满足 可用性availability的要求。例如当我接到一个记录的电话时而你恰好不在这样我就无法完成这个顾客的服务。这是由于我无法要求你更新你的本子。
第五章更好的办法
这时你才意识到设计一个分布式的系统是多么的不容易难道就没有同时满足 一致性和可用性 的设计吗 又经过一晚的思考你想到一个两全其美的办法新的办法跟之前的很相似。你把新的办法告诉妻子
当接到记录的电话顾客要求为他们记录事情如果我们两人当天都上班那么我们同时记录下这位顾客的记录但如果另一人当天没上班我们可以将记录通过 E-mail 的方式发送给不上班的人第二天没上班的人上班后第一件事就是接收所有的 E-mail 并在自己的本子上记录所有顾客的要求。记录好后才开始接收第一个电话。
真是天才妻子说这个办法我找不出任何问题了而且可以同时满足 一致性和可用性 的要求。
第六章妻子生气了
公司所有业务继续正常运作了好一段时间即使你和妻子其中一人不上班服务仍然可以正常提供。 好景不长新的问题又出现了。 一天妻子由于某件小事对你很是生气以至于她接到一位顾客需要记录的电话并没告知你。由于记录没能在两个本子更新你的设计完全被打破了。你的设计建立在两人良好沟通的前提下如果出现沟通无法进行的情况系统就出现问题了。也就是说你的设计没有达到 分区容忍性partition tolerant的要求。 当然你也可以允许沟通无法进行的情况下继续提供服务。这样当有顾客需要记录时由于需要满足 一致性 要求这位顾客的服务就无法完成也就是 可用性 无法满足。。。
第七章结论
让我们再次回到 CAP 理论CAP 理论告诉我们当设计一个分布式系统时我们无法同时满足 一致性可用性分区容忍性 的要求我们最多满足其中的两个要求形式化的证明可以参考 CAP 理论的证明 。
一致性一旦顾客更新了记录下次再打电话查询时总能获取最新的记录可用性只要你和妻子有人上班记忆公司总能为顾客提供服务分区容忍性即使你和妻子的沟通无法进行记忆公司仍然可以提供服务
番外篇背后的记录员
上面设计的系统仍然有优化的空间。记忆公司可以雇佣一个记录员当你和妻子其中一人接到顾客的记录电话时记录员在背后会将这个记录写在另一个人的本子上。这样一来另一个人的服务就不会被这个记录的电话打断。许多 NoSQL 系统就使用了这个方法一个节点更新了数据背后会有一个进程将数据同步到其他节点。 这种设计存在的问题是可能在短时间内丢失一致性。例如顾客打电话进来要求记录妻子接听到这个电话。紧接着这位顾客再次打电话进来要求查询你接听到这个查询的电话。如果记录员还没将这位顾客的记录更新到你的本子这时顾客就没法正常查询。虽然存在这种可能性但你也不用过分担心因为顾客很少会打完记录电话后马上又打查询电话所以出现本子内容不一致的概率很低。
参考资料
http://ksat.me/a-plain-english-introduction-to-cap-theorem/http://robertgreiner.com/2014/08/cap-theorem-revisited/https://mwhittaker.github.io/blog/an_illustrated_proof_of_the_cap_theorem/
