猪齿鱼_学习_01_事务(二)_分布式理论
一、前言
本文承接上一节:猪齿鱼_学习_01_事务(一)_本地事务
上一节中,我们谈到了本地事务数据库断电时的故障恢复:
我们在执行事务的时候数据库首先会记录下这个事务的redo操作日志,然后才开始真正操作数据库,在操作之前首先会把日志文件写入磁盘,那么当突然断电的时候,即使操作没有完成,在重新启动数据库时候,数据库会根据当前数据的情况进行undo回滚或者是redo前滚,这样就保证了数据的强一致性。
分布式系统的核心就是处理各种异常情况,这也是分布式系统复杂的地方,因为分布式的网络环境很复杂,这种“断电”故障要比单机多很多,所以我们在做分布式系统的时候,最先考虑的就是这种情况。这些异常可能有 机器宕机、网络异常、消息丢失、消息乱序、数据错误、不可靠的TCP、存储数据丢失、其他异常等等...
二、CAP定理
CAP定理是由加州大学伯克利分校Eric Brewer教授提出来的,他指出WEB服务无法同时满足一下3个属性:
- 一致性(Consistency) : 客户端知道一系列的操作都会同时发生(生效)
- 可用性(Availability) : 每个操作都必须以可预期的响应结束
- 分区容错性(Partition tolerance) : 即使出现单个组件无法可用,操作依然可以完成
具体地讲在分布式系统中,在任何数据库设计中,一个Web应用至多只能同时支持上面的两个属性。显然,任何横向扩展策略都要依赖于数据分区。因此,设计人员必须在一致性与可用性之间做出选择
三、BASE理论
在分布式系统中,我们往往追求的是可用性,它的重要程序比一致性要高,那么如何实现高可用性呢? 前人已经给我们提出来了另外一个理论,就是BASE理论,它是用来对CAP定理进行进一步扩充的。BASE理论指的是:
- Basically Available(基本可用)
- Soft state(软状态)
- Eventually consistent(最终一致性)
BASE理论是对CAP中的一致性和可用性进行一个权衡的结果,理论的核心思想就是:我们无法做到强一致,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)。
四、酸碱平衡
ACID能够保证事务的强一致性,即数据是实时一致的。这在本地事务中是没有问题的,在分布式事务中,强一致性会极大影响分布式系统的性能,因此分布式系统中遵循BASE理论即可。但分布式系统的不同业务场景对一致性的要求也不同。如交易场景下,就要求强一致性,此时就需要遵循ACID理论,而在注册成功后发送短信验证码等场景下,并不需要实时一致,因此遵循BASE理论即可。因此要根据具体业务场景,在ACID和BASE之间寻求平衡。
五、2PC协议
由于BASE理论需要在一致性和可用性方面做出权衡,因此涌现了很多关于一致性的算法和协议。其中比较著名的有二阶提交协议(2 Phase Commitment Protocol),三阶提交协议(3 Phase Commitment Protocol)和Paxos算法。
三、参考资料
分布式理论系列:
3.分布式系统理论—— 从放弃到入门——bangerlee知乎专栏