[[346602]]

引言

在理論計算機科學中，CAP定理(CAP theorem)，又被稱作布魯爾定理(Brewer's theorem)，它指出對于一個分布式計算系統來說，不可能同時滿足以下三點：

• 一致性(Consistency) (等同于所有節點訪問同一份最新的數據副本)
• 可用性(Availability)(每次請求都能獲取到非錯的響應——但是不保證獲取的數據為最新數據)
• 分區容錯性(Partition tolerance)(以實際效果而言，分區相當于對通信的時限要求。系統如果不能在時限內達成數據一致性，就意味著發生了分區的情況，必須就當前操作在C和A之間做出選擇)

根據定理，分布式系統只能滿足三項中的兩項而不可能滿足全部三項。理解CAP理論的最簡單方式是想象兩個節點分處分區兩側。允許至少一個節點更新狀態會導致數據不一致，即喪失了C性質。如果為了保證數據一致性，將分區一側的節點設置為不可用，那么又喪失了A性質。除非兩個節點可以互相通信，才能既保證C又保證A，這又會導致喪失P性質。

這個定義讀下來是不是讓人看的一臉懵逼，多讀幾遍是不是又會覺得有那么點明白了。CAP 理論聽起來十分抽象，本文嘗試以生活中的例子并用通俗易懂的語言來解釋 CAP 理論的含義。

CAP小故事

這個故事感覺講的還是挺有意思的，大家點擊鏈接https://zhuanlan.zhihu.com/p/265670196進去看看或者點擊閱讀原文進行閱讀。相信看了這個小故事之后，再來看看前面的定義可能會覺得 更好理解了。

Cap的權衡

通過CAP理論我們可以無法同時滿足一致性、可用性和分區容錯性這三個特性，那么我們需要怎么權衡呢?

選擇CA放棄 P

這種情況的話在分布式系統中基本是不可能存在的。因為在分布式環境下分區是必然的，如果我們要舍棄P就意味著我們要舍棄分布式系統，所以也就沒必要再來討論CAP理論了，

選擇CP放棄A

一個分布式系統如果不能做到可用性，經常宕機或者停止提供服務的話，這樣的話用戶體驗是非常差的，就像曾經的“微盟刪庫事件”，只有等到所有的數據都被找回來才會繼續對外提供服務，這期間停機多久，給商家造成了的多大的損失。我們常見的CP分布式系統有分布式數據庫(redis)等，以及Zookeeper等都是優先保證數據的強一致性，來舍棄系統的可用性。

放棄AP放棄C

如果要保證高可用并允許分區，則需要放棄一致性。一旦網絡問題發生，節點之間可能會失去聯系。為了保證高可用，需要在用戶訪問時可以馬上得到返回，則每個節點只能用本地數據提供服務，而這樣會導致全局數據的不一致性。現如今應該大多數場景都是會選擇可用性，而去犧牲一致性(保持最終一致性)，就像我們春節搶紅包的時候，它不會立馬告訴你搶了多少金額，只是提示你過多久再去查看。以及我們春節搶票的時候，明明看到這輛高鐵還是郵票的但是等你填完驗證碼，以及乘客信息真正提交訂單的時候就告訴你沒票了，你再返回列表頁查看該車次的時候，也還繼續顯示著有票 。這些雖然用戶體驗有那么一丟丟的不友好，但是也能接受。

小結

CAP的選擇的話沒有哪種更好，只有根據自己的業務場景來選擇，選擇適合自己的才是最好的。

Base理論

BASE：全稱：Basically Available(基本可用)，Soft state(軟狀態),和 Eventually consistent(最終一致性)三個短語的縮寫，來自 ebay 的架構師提出。Base 理論是對 CAP 中一致性和可用性權衡的結果，其來源于對大型互聯網分布式實踐的總結，是基于 CAP 定理逐步演化而來的。其核心思想是：

既是無法做到強一致性(Strong consistency)，但每個應用都可以根據自身的業務特點，采用適當的方式來使系統達到最終一致性(Eventual consistency)。

Basically Available(基本可用)

什么是基本可用?犧牲性能(服務響應時間)、體驗(部分功能體驗)以保證基本可用。犧牲性能：比如我們查詢商品正常情況響應時間都是1s左右返回結果，但是基本可用的話返回結果都是10s返回結果。犧牲體驗：比如雙十一的時候，淘寶只會保證核心功能可用(下單、支付等)，其他非核心(退貨、修改地址等)的功能都會進行降級，關于降級可以看下以前這個文章《高并發系統三大利器之降級》

Soft State(軟狀態)

允許不影響整體可用性的中間狀態 即允許系統在多個不同節點的數據副本存在數據延時。

Eventual Consistency(最終一致性)

上面說軟狀態，然后不可能一直是軟狀態，必須有個時間期限。在期限過后，應當保證所有副本保持數據一致性。從而達到數據的最終一致性。這個時間期限取決于網絡延時，系統負載，數據復制方案設計等等因素。

系統能夠保證在沒有其他新的更新操作的情況下，數據最終一定能夠達到一致的狀態，因此所有客戶端對系統的數據訪問最終都能夠獲取到最新的值。

結束

由于自己才疏學淺，難免會有紕漏，假如你發現了錯誤的地方，還望留言給我指出來,我會對其加以修正。

本文轉載自微信公眾號「 java金融」，可以通過以下二維碼關注。轉載本文請聯系java金融公眾號。