cap理論

1、CAP理論理論1.CAP概述概述CAP理論是由EricBrewer教授提出的，在設(shè)計和部署分布式應(yīng)用的時候，存在三個核心的系統(tǒng)需求，這個三個需求之間存在一定的特殊關(guān)系。三個需求如下：C:Consistency一致性A:Availability可用性P:PartitionTolerance分區(qū)容錯性CAP理論的核心是：一個分布式系統(tǒng)不可能同時很好的滿足一致性，可用性和分區(qū)容錯性這三個需求，最多只能同時較好的滿足兩個。2.CAP定義定義(1

2、)C:Consistency一致性一致性又稱為原子性或者事務(wù)性。表示一個事務(wù)的操作是不可分割的，要不然這個事務(wù)完成，要不然這個事務(wù)不完成，不會出現(xiàn)這個事務(wù)完成了一半這樣的情況。這種事務(wù)的原子性使得數(shù)據(jù)具有一致性。我們通常情況下在數(shù)據(jù)庫中存在的臟數(shù)據(jù)就屬于數(shù)據(jù)沒有具有一致性的表現(xiàn)。而在分布式系統(tǒng)中，經(jīng)常出現(xiàn)的一個數(shù)據(jù)不具有一致性的情況是讀寫數(shù)據(jù)時缺乏一致性。比如兩個節(jié)點數(shù)據(jù)冗余，第一個節(jié)點有一個寫操作，數(shù)據(jù)更新以后沒有有效的使得第二個節(jié)點

3、更新數(shù)據(jù)，在讀取第二個節(jié)點的時候就會出現(xiàn)不一致的問題出現(xiàn)。傳統(tǒng)的ACID數(shù)據(jù)庫是很少存在一致性問題的，因為數(shù)據(jù)的單點原因，數(shù)據(jù)的存取又具有良好的事務(wù)性，不會出現(xiàn)讀寫的不一致。(2)A:Availability可用性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等用戶體驗不好的情況?？捎眯酝ǔＧ闆r下可用性和分布式數(shù)據(jù)冗余，負(fù)載均衡等有著很大的關(guān)聯(lián)。(3)P:PartitionTolerance分區(qū)容錯性分區(qū)容錯

4、性和擴(kuò)展性緊密相關(guān)。在分布式應(yīng)用中，可能因為一些分布式的原因?qū)е孪到y(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。好的分區(qū)容錯性要求能夠使應(yīng)用雖然是一個分布式系統(tǒng)，而看上去卻好像是在一個可以運(yùn)轉(zhuǎn)正常的整體。比如現(xiàn)在的分布式系統(tǒng)中有某一個或者幾個機(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，這樣就具有好的分區(qū)容錯性。3.CAP理論的意義理論的意義隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)量與日俱增，傳統(tǒng)的ACID數(shù)據(jù)庫已經(jīng)不能滿足如此大的海量數(shù)據(jù)存儲了。這個時候需要設(shè)計出好

5、的分布式數(shù)據(jù)存儲方式。而這些分布式數(shù)據(jù)存儲方式受到CAP理論的約束，不可能達(dá)到高一致性，高可用性，高分區(qū)容錯性Redis(keyvalue)Scalaris(keyvalue)MemcacheDB(keyvalue)BerkeleyDB(keyvalue)滿足可用性，分區(qū)容忍性的系統(tǒng)，通?？赡軐σ恢滦砸蟮鸵恍?Dynamo(keyvalue)Voldemt(keyvalue)TokyoCabi(keyvalue)KAI(keyvalu

6、e)Cassra(columnientedtabular)CouchDB(documentiented)SimpleDB(documentiented)Riak(documentiented)6.CAP的反對聲音的反對聲音GuyPardon寫了一篇文章“ACAPSolution(ProvingBrewerWrong)”來反對CAP理論。他提出了一個同時滿足CAP的解決方案來反對Brewer的三者只能取其二的說法。他設(shè)計的系統(tǒng)如下：(1)