主题
分布式系统理论基础
CAP理论
CAP理论是分布式系统设计中的一个重要理论，它指出在一个分布式系统中，无法同时完全满足以下三个核心需求：一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partition Tolerance），系统设计者必须在这三者之间做出权衡。
- 一致性：分布式系统中的所有数据副本在同一时刻是否一致。即访问所有数据副本的节点，是否都会返回一样的结果。
- 强一致性：当一个写操作完成之后，后续的读操作总是能够读取到最新的数据。
- 弱一致性：系统在写操作后，可能需要经过一段时间延迟才能保证所有节点上的数据一致。
- 最终一致性：系统在经过一段时间后，所有节点上的数据最终会达到一致状态。
- 可用性：集群中一部分节点发生故障后，集群整体是否还能响应客户端的读写请求。
- 分区容错性：指分布式系统在遇到任意网络故障时，仍然能够继续运行的能力。
由于在现代分布式系统中，网络故障是不可避免的，所以CAP理论的权衡主要集中在一致性和可用性。
- CP系统：在网络分区的情况下，优先保证数据的一致性，可能会牺牲部分可用性。
- AP系统：在网络分区的情况下，优先保证系统的可用性，可能会牺牲部分数据的一致性。
BASE理论
- 基本可用【Basically Available】：分布式系统在出现故障时，允许损失部分可用性，即保证核心可用。
- 软状态【Soft State】：允许系统存在中间状态，而该中间状态不会影响系统整体可用性。这里的中间状态就是 CAP 理论中的数据不一致。
- 最终一致性【Eventual Consistency】：系统中的所有数据副本经过一定时间后，最终能够达到一致的状态。
ACID 是数据库事务完整性的理论，CAP 是分布式系统设计理论，BASE 是 CAP 理论中 AP 方案的延伸。