CAP定理与BASE模型

本文简述了CAP定理和BASE模型。

分布式领域CAP理论:

Consistency(一致性), 数据一致更新,所有数据变动都是同步的。
Availability(可用性), 好的响应性能。
Partition tolerance(分区容错性), 可靠性。

定理:任何分布式系统只可同时满足二点,没法三者兼顾
忠告:架构师不要将精力浪费在如何设计能满足三者的完美分布式系统,而是应该进行取舍。(当然可以通过使用更高可靠性的服务器、更可靠的网络设备提升CAP)

关系数据库的ACID模型拥有高一致性和可用性, 很难进行分区:

Atomicity(原子性):一个事务中所有操作都必须全部完成,要么全部不完成。
Consistency(一致性): 在事务开始或结束时,数据库应该在一致状态。
Isolation(隔离性): 事务将假定只有它自己在操作数据库,彼此不知晓。
Durability(持久性):一旦事务完成,就不能返回。


BASE模型:

BASE模型反ACID模型,完全不同ACID模型,牺牲高一致性,获得可用性或可靠性:
Basically Available基本可用。支持分区失败(e.g. sharding碎片划分数据库)
Soft state软状态,状态可以有一段时间不同步,异步。
Eventually consistent最终一致,最终数据是一致的就可以了,而不是时时高一致。
BASE思想的主要实现有:1.按功能划分数据库;2.sharding碎片。

BASE思想主要强调基本的可用性,如果你需要High可用性,也就是纯粹的高性能,那么就要以一致性或容错性为牺牲,BASE思想的方案在性能上还是有潜力可挖的。现在NOSQL运动丰富了拓展了BASE思想,可按照具体情况定制特别方案,比如忽视一致性,获得高可用性等等,NOSQL应该有下面两个流派:

1. Key-Value存储,如Amaze Dynamo等,可根据CAP三原则灵活选择不同倾向的数据库产品。
2. 领域模型 + 分布式缓存 + 存储 (Qi4j和NoSql运动),可根据CAP三原则结合自己项目定制灵活的分布式方案,难度高。
这两者共同点:

都是SQL数据库以外的可选方案,逻辑随着数据分布,任何模型都可以自己持久化,将数据处理和数据存储分离,将读和写分离,存储可以是异步或同步,取决于对一致性的要求程度。

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