CAP原理和BASE理论

CAP原理

概述

• CAP理论的主要场景是在分布式环境下，在单机环境下，基本可不考虑CAP问题。
• CAP理论就是说在分布式存储系统中，最多只能实现上面的两点。而由于当前的网络硬件肯定会出现延迟丢包等问题，所以分区容忍性是我们必须需要实现的。所以我们只能在一致性和可用性之间进行权衡，没有NoSQL系统能同时保证这三点。
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• 为了保证一致性（CP），不能访问未同步完成的节点，也就失去了部分可用性；
  为了保证可用性（AP），允许读取所有节点的数据，但是数据可能不一致。

CAP理解

• Consistency:一致性，原文翻译过来是说，对于任何从客户端发达到分布式系统的数据读取请求，要么读到最新的数据要么失败。换句话说，一致性是站在分布式系统的角度，对访问本系统的客户端的一种承诺：要么我给您返回一个错误，要么我给你返回绝对一致的最新数据，不难看出，其强调的是数据正确。

• Availability:可用性，原文翻译过来是说，对于任何求从客户端发达到分布式系统的数据读取请求，都一定会收到数据，不会收到错误，但不保证客户端收到的数据一定是最新的数据。换句话说，可用性是站在分布式系统的角度，对访问本系统的客户的另一种承诺：我一定会给您返回数据，不会给你返回错误，但不保证数据最新，强调的是不出错。

• Partition tolerance:分区容忍性，这个词有点怪，如果直接看中文的确有点不太好理解。那么看原文翻译怎么说的，分布式系统应该一直持续运行，即使在不同节点间同步数据的时候，出现了大量的数据丢失或者数据同步延迟。
  (PS:^V,您瞧瞧，包容度多高，简直是打不死的小强，现在应该能够理解为什么用tolerance容忍度这个词了吧。)
  换句话说，分区容忍性是站在分布式系统的角度，对访问本系统的客户端的再一种承诺：我会一直运行，不管我的内部出现何种数据同步问题，强调的是不挂掉。

BASE理论

• BASE是Basically Available（基本可用）、Soft state（软状态）和Eventually consistent（最终一致性）三个短语的简写，BASE是对CAP中一致性和可用性权衡的结果，其来源于对大规模互联网系统分布式实践的结论，是基于CAP定理逐步演化而来的，其核心思想是即使无法做到强一致性（Strong consistency），但每个应用都可以根据自身的业务特点，采用适当的方式来使系统达到最终一致性（Eventual consistency）

基本可用

• 指分布式系统在出现故障的时候，保证核心可用，允许损失部分可用性。
  例如，电商在做促销时，为了保证购物系统的稳定性，部分消费者可能会被引导到一个降级的页面。

软状态

• 指允许系统中的数据存在中间状态，并认为该中间状态不会影响系统整体可用性，即允许系统不同节点的数据副本之间进行同步的过程存在时延

最终一致性

• 最终一致性强调的是系统中所有的数据副本，在经过一段时间的同步后，最终能达到一致的状态。
  ACID 要求强一致性，通常运用在传统的数据库系统上。而 BASE 要求最终一致性，通过牺牲强一致性来达到可用性，通常运用在大型分布式系统中。
  在实际的分布式场景中，不同业务单元和组件对一致性的要求是不同的，因此 ACID 和 BASE 往往会结合在一起使用