CAP定理

分布式系统

分布式系统的最大难点就是节点的状态如何同步。CAP定理是这方面的基本定理。

分布式系统的三个指标

Consistency 一致性

Consistency 中文叫做"一致性"。意思是,写操作之后的读操作,必须返回该值。

Availability 可用性

Availability 中文叫做"可用性",意思是只要收到用户的请求,服务器就必须给出回应。

Partition tolerance 分区容错性

大多数分布式系统都分布在多个子网络。每个子网络就叫做一个区(partition)。分区容错的意思是,区间通信可能失败。比如,一台服务器放在中国,另一台服务器放在美国,这就是两个区,它们之间可能无法通信。
一般来说,分区容错无法避免,因此可以认为 CAP 的 P 总是成立。CAP 定理告诉我们,剩下的 C 和 A 无法同时做到。
CAP定理

Consistency 和 Availability 的矛盾

CAP定理

  • 一致性和可用性,为什么不可能同时成立?答案很简单,因为可能通信失败(即出现分区容错)。

  • 如果保证 G2 的一致性,那么 G1 必须在写操作时,锁定 G2 的读操作和写操作。只有数据同步后,才能重新开放读写。锁定期间,G2 不能读写,没有可用性不。

  • 如果保证 G2 的可用性,那么势必不能锁定 G2,所以一致性不成立。

  • 综上所述,G2 无法同时做到一致性和可用性。系统设计时只能选择一个目标。如果追求一致性,那么无法保证所有节点的可用性;如果追求所有节点的可用性,那就没法做到一致性。