微服务CAP原则

微服务CAP原则

 

CAP原则又称CAP定理，指的是在一个分布式系统中，存在Consistency（一致性）、Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性），三者不可同时保证，最多只能保证其中的两者。

 

一致性（C）：在分布式系统中的所有数据备份，在同一时刻都是同样的值（所有的节点无论何时访问都能拿到最新的值）

可用性（A）：系统中非故障节点收到的每个请求都必须得到响应（比如我们之前使用的服务降级和熔断，其实就是一种维持可用性的措施，虽然服务返回的是没有什么意义的数据，但是不至于用户的请求会被服务器忽略）

分区容错性（P）：一个分布式系统里面，节点之间组成的网络本来应该是连通的，然而可能因为一些故障（比如网络丢包等，这是很难避免的），使得有些节点之间不连通了，整个网络就分成了几块区域，数据就散布在了这些不连通的区域中（这样就可能出现某些被分区节点存放的数据访问失败，我们需要来容忍这些不可靠的情况）

总的来说，数据存放的节点数越多，分区容忍性就越高，但是要复制更新的次数就越多，一致性就越难保证。同时为了保证一致性，更新所有节点数据所需要的时间就越长，那么可用性就会降低。

所以说，只能存在以下三种方案：

AC 可用性+一致性

要同时保证可用性和一致性，代表着某个节点数据更新之后，需要立即将结果通知给其他节点，并且要尽可能的快，这样才能及时响应保证可用性，这就对网络的稳定性要求非常高，但是实际情况下，网络很容易出现丢包等情况，并不是一个可靠的传输，如果需要避免这种问题，就只能将节点全部放在一起，但是这显然违背了分布式系统的概念，所以对于我们的分布式系统来说，很难接受。

CP 一致性+分区容错性

为了保证一致性，那么就得将某个节点的最新数据发送给其他节点，并且需要等到所有节点都得到数据才能进行响应，同时有了分区容错性，那么代表我们可以容忍网络的不可靠问题，所以就算网络出现卡顿，那么也必须等待所有节点完成数据同步，才能进行响应，因此就会导致服务在一段时间内完全失效，所以可用性是无法得到保证的。

AP 可用性+分区容错性

既然CP可能会导致一段时间内服务得不到任何响应，那么要保证可用性，就只能放弃节点之间数据的高度统一，也就是说可以在数据不统一的情况下，进行响应，因此就无法保证一致性了。虽然这样会导致拿不到最新的数据，但是只要数据同步操作在后台继续运行，一定能够在某一时刻完成所有节点数据的同步，那么就能实现最终一致性，所以AP实际上是最能接受的一种方案。

比如我们实现的Eureka集群，它使用的就是AP方案，Eureka各个节点都是平等的，少数节点挂掉不会影响正常节点的工作，剩余的节点依然可以提供注册和查询服务。而Eureka客户端在向某个Eureka服务端注册时如果发现连接失败，则会自动切换至其他节点。只要有一台Eureka服务器正常运行，那么就能保证服务可用（A），只不过查询到的信息可能不是最新的（C）