在分布式系統(tǒng)里看CAP定理
計(jì)算機(jī)界有很多高大上又難于理解的術(shù)語，CAP就是其中之一， 什么一致性(Consistency)， 可用性(Availability)， 分區(qū)容錯(cuò)性(Partition tolerance) 就很難理解了， 再加上CAP定理更是讓人云里霧里， 今天咱們?cè)噲D通俗的演繹一下。
張大胖在公司奮發(fā)圖強(qiáng)，經(jīng)過多年的努力，終于做到了架構(gòu)師的位置。
架構(gòu)師的椅子還沒坐熱，很快就來了一個(gè)項(xiàng)目要做架構(gòu)設(shè)計(jì)。
老板把大胖叫來，諄諄教導(dǎo)說： 大胖啊， 數(shù)據(jù)是我們的寶貴資產(chǎn)，你設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可千萬要保證數(shù)據(jù)不能丟失啊!
大胖說老板放心， 這方面我有經(jīng)驗(yàn)， 一般來講我們要做數(shù)據(jù)的冗余處理， 簡(jiǎn)單的來講就是給數(shù)據(jù)做多個(gè)副本來保存。 我會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)分布式系統(tǒng)， 把數(shù)據(jù)備份到多個(gè)機(jī)器節(jié)點(diǎn)去。
幾天后， 大胖給發(fā)了一張圖， 展示了這個(gè)分布式系統(tǒng)是怎么工作的：
數(shù)據(jù)副本在不同的機(jī)器上做冗余， 中間有數(shù)據(jù)的復(fù)制， 保證數(shù)據(jù)的同步。
雖然只是兩臺(tái)機(jī)器， 但是也構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的分布式環(huán)境。
老板雖然不懂技術(shù)， 但是看到數(shù)據(jù)在不同的機(jī)器之間有備份，也就放心了。
經(jīng)過幾個(gè)月的開發(fā)和測(cè)試，系統(tǒng)順利上線， 但是大家很快就發(fā)現(xiàn)： 分布式系統(tǒng)不像單機(jī)系統(tǒng)那么簡(jiǎn)單， 由于網(wǎng)絡(luò)的原因， 或者某個(gè)機(jī)器的原因很容易導(dǎo)致通訊失敗，或者節(jié)點(diǎn)不可用。
有一天， 用戶先訪問了左邊的機(jī)器A , 寫入了一條數(shù)據(jù)， 然后機(jī)器A很不幸， 網(wǎng)線被悲催的網(wǎng)管給踢掉了， 這直接導(dǎo)致了兩個(gè)嚴(yán)重的后果：
1. 負(fù)載均衡找不著機(jī)器A，認(rèn)為它死翹翹了， 就要把用戶的下一次訪問轉(zhuǎn)到機(jī)器B去。
2. 數(shù)據(jù)復(fù)制也找不著機(jī)器A , 只好罷工。 用戶剛寫入的數(shù)據(jù)沒法復(fù)制到機(jī)器B，機(jī)器B上還是老數(shù)據(jù)
怎么辦? 雖然這是一次偶然， 把網(wǎng)管臭罵一頓， 插上網(wǎng)線就可以了， 但是誰能保證以后兩個(gè)機(jī)器的通信是一致暢通的呢?
組里的小王說： 我們的機(jī)器B 還活著呢， 還能提供服務(wù)， 數(shù)據(jù)復(fù)制不到機(jī)器B， 不就是少看幾條數(shù)據(jù)嘛， 無傷大雅，不影響大局， 勉強(qiáng)可用， 插上網(wǎng)線后數(shù)據(jù)復(fù)制就會(huì)工作， 一切就會(huì)恢復(fù)正常。
小王無意中選擇了系統(tǒng)的可用性(Availability，簡(jiǎn)稱A)， 系統(tǒng)能提供服務(wù)就好， 數(shù)據(jù)不一致可以忍受。
張大胖說: 不行， 老板說了，我們系統(tǒng)的數(shù)據(jù)極為重要， 數(shù)據(jù)如果不一致會(huì)帶來嚴(yán)重后果，所以機(jī)器B上的和這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)相關(guān)的功能也必須停掉， 必須等到機(jī)器A插上網(wǎng)線，數(shù)據(jù)同步以后才能開工
很明顯， 張大胖遵循老板指示， 把一致性(Consistency, 簡(jiǎn)稱C )放到了首位。
所以問題就很明顯了， 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間無法通信的情況下, 和數(shù)據(jù)復(fù)制相關(guān)的功能， 要么選擇可用性(A) , 要么選擇一致性(C)， 不能同時(shí)選擇兩者。
大胖仔細(xì)思考了一下， 其實(shí)這兩種選擇的背后其實(shí)隱藏著另外一個(gè)事實(shí)， 那就是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間無法通信的情況下， 節(jié)點(diǎn)被隔離，產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)分區(qū)， 整個(gè)系統(tǒng)仍然是可以工作的， 大胖給它起了個(gè)名： 分區(qū)容錯(cuò)性(Partition tolerance， 簡(jiǎn)稱P)。
如果選擇了可用性(A) + 分區(qū)容錯(cuò)性(P) , 就要放棄一致性(C)。
如果選在一致性(C) + 分區(qū)容錯(cuò)性(P) , 就得放棄可用性(A) ， 對(duì)了， 這種情況下，雖然系統(tǒng)的有些功能是不能使用的， 因?yàn)樾枰却龜?shù)據(jù)的同步， 但是那些和數(shù)據(jù)同步無關(guān)的功能還是可以訪問的 ， 相當(dāng)于系統(tǒng)做了功能的降級(jí)。
既然有AP和CP, 會(huì)不會(huì)出現(xiàn)僅僅是CA(一致性+可用性)這種組合呢? 就是沒有分區(qū)容錯(cuò)性， 只保留可用性和一致性? 仔細(xì)想想， 這種情況其實(shí)就退化成了單機(jī)應(yīng)用， 沒有意義了。
大胖覺得自己似乎發(fā)現(xiàn)了一個(gè)規(guī)律： 在一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一致性(C)，可用性(A)和分區(qū)容錯(cuò)性(P) 這三種保證無法同時(shí)得到滿足，最多滿足兩個(gè)。
他決定把找個(gè)規(guī)律叫做CAP定理， 聽起來比較高大上， 顯得自己高深莫測(cè)。
如果你實(shí)在是搞不懂這CAP, 張大胖會(huì)告訴你一個(gè)更容易理解的版本： 在一個(gè)分布式系統(tǒng)中， 在出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間無法通信(網(wǎng)絡(luò)分區(qū)產(chǎn)生)， 你只能選擇 可用性 或者 一致性， 沒法同時(shí)選擇他們。
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