CAP的定義
Consistency (一致性):
“all nodes see the same data at the same time”,即更新操作成功并返回客戶端后盅称,所有節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間的數(shù)據(jù)完全一致厘肮,這就是分布式的一致性电爹。一致性的問題在并發(fā)系統(tǒng)中不可避免诞外,對于客戶端來說,一致性指的是并發(fā)訪問時(shí)更新過的數(shù)據(jù)如何獲取的問題堪藐。從服務(wù)端來看莉兰,則是更新如何復(fù)制分布到整個(gè)系統(tǒng)挑围,以保證數(shù)據(jù)最終一致礁竞。
Availability (可用性):
可用性指“Reads and writes always succeed”,即服務(wù)一直可用杉辙,而且是正常響應(yīng)時(shí)間模捂。好的可用性主要是指系統(tǒng)能夠很好的為用戶服務(wù),不出現(xiàn)用戶操作失敗或者訪問超時(shí)等用戶體驗(yàn)不好的情況蜘矢。
Partition Tolerance (分區(qū)容錯(cuò)性):
即分布式系統(tǒng)在遇到某節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)分區(qū)故障的時(shí)候狂男,仍然能夠?qū)ν馓峁M足一致性或可用性的服務(wù)。
分區(qū)容錯(cuò)性要求能夠使應(yīng)用雖然是一個(gè)分布式系統(tǒng)品腹,而看上去卻好像是在一個(gè)可以運(yùn)轉(zhuǎn)正常的整體岖食。比如現(xiàn)在的分布式系統(tǒng)中有某一個(gè)或者幾個(gè)機(jī)器宕掉了,其他剩下的機(jī)器還能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)滿足系統(tǒng)需求舞吭,對于用戶而言并沒有什么體驗(yàn)上的影響泡垃。
CAP理論
CAP理論提出就是針對分布式數(shù)據(jù)庫環(huán)境的析珊,所以,P這個(gè)屬性是必須具備的蔑穴。
P就是在分布式環(huán)境中忠寻,由于網(wǎng)絡(luò)的問題可能導(dǎo)致某個(gè)節(jié)點(diǎn)和其它節(jié)點(diǎn)失去聯(lián)系,這時(shí)候就形成了P(partition)存和,也就是由于網(wǎng)絡(luò)問題奕剃,將系統(tǒng)的成員隔離成了2個(gè)區(qū)域,互相無法知道對方的狀態(tài)捐腿,這在分布式環(huán)境下是非常常見的纵朋。
因?yàn)镻是必須的,那么我們需要選擇的就是A和C茄袖。
大家知道倡蝙,在分布式環(huán)境下,為了保證系統(tǒng)可用性绞佩,通常都采取了復(fù)制的方式寺鸥,避免一個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞,導(dǎo)致系統(tǒng)不可用品山。那么就出現(xiàn)了每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了很多個(gè)副本的情況胆建,而數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)復(fù)制到另外的節(jié)點(diǎn)時(shí)需要時(shí)間和要求網(wǎng)絡(luò)暢通的,所以肘交,當(dāng)P發(fā)生時(shí)笆载,也就是無法向某個(gè)節(jié)點(diǎn)復(fù)制數(shù)據(jù)時(shí),這時(shí)候你有兩個(gè)選擇:
選擇可用性 A(Availability)涯呻,此時(shí)凉驻,那個(gè)失去聯(lián)系的節(jié)點(diǎn)依然可以向系統(tǒng)提供服務(wù),不過它的數(shù)據(jù)就不能保證是同步的了(失去了C屬性)复罐。
選擇一致性C(Consistency)涝登,為了保證數(shù)據(jù)庫的一致性,我們必須等待失去聯(lián)系的節(jié)點(diǎn)恢復(fù)過來效诅,在這個(gè)過程中胀滚,那個(gè)節(jié)點(diǎn)是不允許對外提供服務(wù)的,這時(shí)候系統(tǒng)處于不可用狀態(tài)(失去了A屬性)乱投。
最常見的例子是讀寫分離咽笼,某個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)寫入數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)同步到其它節(jié)點(diǎn)戚炫,其它節(jié)點(diǎn)提供讀取的服務(wù)剑刑,當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)通信問題時(shí),你就面臨著選擇A(繼續(xù)提供服務(wù)双肤,但是數(shù)據(jù)不保證準(zhǔn)確)施掏,C(用戶處于等待狀態(tài)层宫,一直等到數(shù)據(jù)同步完成)。
---------------------
Redis架構(gòu)
在單機(jī)版的Redis中其监,每個(gè)Master之間是沒有任何通信的萌腿,所以我們一般在Jedis客戶端或者Codis這樣的代理中做Pre-sharding。按照CAP理論來說抖苦,單機(jī)版的Redis屬于保證CP(Consistency & Partition-Tolerancy)而犧牲A(Availability)毁菱,也就說Redis能夠保證所有用戶看到相同的數(shù)據(jù)(一致性,因?yàn)镽edis不自動(dòng)冗余數(shù)據(jù))和網(wǎng)絡(luò)通信出問題時(shí)锌历,暫時(shí)隔離開的子系統(tǒng)能繼續(xù)運(yùn)行(分區(qū)容忍性贮庞,因?yàn)镸aster之間沒有直接關(guān)系,不需要通信)究西,但是不保證某些結(jié)點(diǎn)故障時(shí)窗慎,所有請求都能被響應(yīng)(可用性,某個(gè)Master結(jié)點(diǎn)掛了的話卤材,那么它上面分片的數(shù)據(jù)就無法訪問了)遮斥。
有了Cluster功能后,Redis從一個(gè)單純的NoSQL內(nèi)存數(shù)據(jù)庫變成了分布式NoSQL數(shù)據(jù)庫扇丛,CAP模型也從CP變成了AP术吗。也就是說,通過自動(dòng)分片和冗余數(shù)據(jù)帆精,Redis具有了真正的分布式能力较屿,某個(gè)結(jié)點(diǎn)掛了的話,因?yàn)閿?shù)據(jù)在其他結(jié)點(diǎn)上有備份卓练,所以其他結(jié)點(diǎn)頂上來就可以繼續(xù)提供服務(wù)隘蝎,保證了Availability。然而襟企,也正因?yàn)檫@一點(diǎn)嘱么,Redis無法保證曾經(jīng)的強(qiáng)一致性了。這也是CAP理論要求的整吆,三者只能取其二拱撵。
---------------------
在網(wǎng)上看到一個(gè)隊(duì)CAP講解最深入淺出的譯文: