分佈式環境各類問題 與 CAP/BASE

通訊異常

• 單機內存延時在納秒級（10ns）
• 正常一次網絡通訊延時在（0.1ms--1ms）   
• 相差100倍

網絡分區

• 因爲網絡發生異常，致使分佈式系統中部分網絡延時加大，最終致使僅僅有部分系節點能使用，叫作網絡分區

三態

• 三種狀態，每次請求存在三種狀態：成功、失敗、超時
  • 超時的緣由：
    • 可能根本沒發送到接收方
    • 接收方返回的結果沒發回發送方

節點故障

• 分佈式系統節點出現宕機或僵死的現象

ACID事務的隔離性、一致性、原子性、持久性

• 原子性
  • 所有成功、所有失敗
• 一致性
  • 一個事務執行先後、數據必須保持先後一致的
• 隔離性
  • 標準sql 定義了4個隔離級別
    1. 未受權讀
       • 一個事務還沒完成，另外一個事務能夠讀取其正在操做的數據
    2. 受權讀
       • 只容許讀取已被提交的數據
    3. 可重複讀取
       • 讀取值都和事務開始時刻一致，可能致使幻讀
       • 幻讀：不一樣時刻，同一事務執行結果不一樣
    4. 串行化
       • 最嚴格的事務隔離級別
       • 全部事務都串行執行，不能併發執行

• 事務隔離級別越高，完整性一致性越強，同時對併發性能影響越大
• 對於絕大多數應用程序，設置爲受權讀取
  • 既保證一致性完整性，兼顧併發性能

持久性

• 對數據的變動是永久的

分佈式事務

• 也稱嵌套型事務
• 實現嚴格的事務，就要犧牲分佈式系統可用性
• 可用性與一致性的妥協

CAP理論

• 分佈式系統不能同時知足C（consitency）一致性、A（availablity）可用性、P（partition tolerance）分區容錯性
• 最多隻能同時知足倆
• 一致性
  • 數據在多個副本之間是否保持一致
  • 一個節點上數據更新後，在其餘節點上能讀到更新後的數據，稱爲一致
• 可用性
  • 用戶的操做須要在「有限的時間內」  「返回結果」（兩者缺一 都不叫可用）
    • 有限時間：用戶對於不一樣系統的指望值是不同的
• 分區容錯性
  • 分佈式系統遇到任何網絡分區故障的時候，仍然能提供一致性和可用性的服務

• 分區容錯性每每是分佈式系統的一個基本要求，所以，大多數分佈式系統都是在一致性和可用性之間作平衡

BASE 理論

• BA（基本可用）、S（軟狀態）、E（最終一致性）
• BASE 是對CAP 理論可用性、一致性權衡的結果，是大型互聯網系統分佈式實踐的總結
• 基本可用
  • 是指系統遇到不可預知故障時，容許損失部分可用性（好比雙十一，部分次要功能下線）
    • 好比時間上損失（搜索結果不是0.5秒返回結果，1--2秒返回）
    • 好比雙十一部分消費者被引導到降級頁面
• 軟狀態
  • 容許出現中間狀態，容許在不一樣節點之間複製數據延時
• 最終一致性
  • 五大類變種：
    • 因果一致性
      • A更新數據後通知B，B操做要基於A更新後的值
      • 不相關的 C操做無限制
    • 讀本身所寫
      • 本身只能看到本身更新的最新數據
    • 會話一致性
      • 同一會話中總能讀到更新後的最新值
    • 單調讀一致性
      • 一個進程從系統中讀取數據項某個值，該進程不能讀到比這個值更舊的值
    • 單調寫一致性
      • 系統保證同一進程全部寫順序執行
  • 能夠將上述5項中，部分項結合起來構建最終一致性的分佈式系統
    • ​​​​​​​關係型數據庫，提供最終一致性典範