一篇文章搞清楚什么是分布式系统CAP定理本文是对GilbertandLynch'sspecificationandproofoftheCAPTheorem文章的概括版本.
大部分内容参照AnIllustratedProofoftheCAPTheorem文章的.
什么是CAP定理CAP定理是分布式系统中的基本定理,这个理论表明任何分布式系统最多可以满足以下三个属性中的两个.
一致性(Consistency)可用性(Availability)分区容错性(Partitiontolerance)CAP定理指出分布式系统不可能同时满足一致性,可用性和分区容忍性.
听起来很简单,但一致性、可用、分区容忍意味着什么在本文中,我们将介绍一个简单的分布式系统,并解释该系统可用性,一致和分区容错的含义.
什么是分布式系统分布式系统(DistributedSystem)是一组电脑,通过网络相互连接传递讯息与通讯后并协调它们的行为而形成的系统.
组件之间彼此进行交互以实现一个共同的目标.
把需要进行大量计算的工程数据分割成小块,由多台计算机分别计算,再上传运算结果后,将结果统一合并得出数据结论的科学.
现在让我们考虑一个非常简单的分布式系统.
该系统由\(G_1\)和\(G_2\)两个服务组成.
这两个服务都追踪相同的变量\(V\),这个变量的初始值为\(v_0\).
\(G_1\)和\(G_2\)彼此之间可以通信,并且能够和外部的客户端进行通信.
下图正是我们系统的架构:1/8如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop客户端可以向任何服务器发出读写请求.
当一个服务接收到请求,它会做任何需要的计算,之后对客户端发出响应.
比如下面就是一个写请求的例子:如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop下面是读请求的例子:2/8如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop现在我们有了分布式系统的基本概念,接下来的文章将进一步介绍分布式系统的可用性、一致性以及分区容错性.
一致性Gilbert和Lynch对一致性的描述为:anyreadoperationthatbeginsafterawriteoperationcompletesmustreturnthatvalue,ortheresultofalaterwriteoperation(中文意思是在写操作完成后开始的任何读操作都必须返回该值,或者后续写操作的结果).
也就是在一致的系统中,一旦客户端将值写入任何服务器并获得响应,那么后续的读客户端将从分布式系统中任何的服务器中读取到这个值.
下面系统就不满足这个特点:3/8如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop客户端更新\(G_1\)服务器上的\(v\)为\(v_1\),\(G_1\)服务器对此做出了响应.
但是客户端从\(G_2\)获取\(v\)的值得到的结果确是\(v_0\).
下面系统就是一致性的系统:4/8如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop在这个系统中,\(G_1\)服务器在响应客户端之前将\(v\)的值复制到\(G_2\)服务器上,这时候客户端从\(G_2\)获取\(v\)的值得到的结果是\(v_1\).
可用性(Availability)Gilbert和Lynch对可用性的描述为:everyrequestreceivedbyanon-failingnodeinthesystemmustresultinaresponse(中文意思:系统中非故障节点收到的每个请求都必须产生响应).
也就是说在可用系统中,客户端向服务器发送请求并且该服务器未崩溃,则该服务器必须最终响应客户端.
分区容错性(PartitionTolerance)5/8Gilbert和Lynch对可用性的描述为:thenetworkwillbeallowedtolosearbitrarilymanymessagessentfromonenodetoanother(中文意思:允许网络丢失从一个节点发送到另一个节点的任意多个消息).
这意味着\(G_1\)和\(G_2\)之间的通信消息可以被丢掉,如果他们之间所有的消息都被丢弃,那么我们的系统看起来像下面一样:如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop在分布式环境下,网络分区是一个必然的事实.
所以我们的系统必须满足分区容错性,这样我们的系统才能够正常运行.
CAP证明到这里我们已经明白了分布式系统的可用性、一致性以及分区容错性的含义,现在我们来证明为什么分布式系统不能同时满足这三者.
我们用反证法证明,假设现实中确实存在满足这三个条件的分布式系统,那么当系统之间的网络发生分区的时,它看起来像下面的情况:6/8如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop现在客户端\(C_1\)更新\(G_1\)服务器上的\(v\)为\(v_1\),因为我们的系统是可用的,所以\(G_1\)服务器会做出响应,但是因为网络发生了分区,\(G_1\)无法将数据复制到\(G_2\).
如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop写完数据之后,另外一个客户端\(C_2\)向\(G_2\)服务器发出读取\(v\)的请求,但是因为网络分区的存在,\(G_2\)服务器上\(v\)还是更新之前的值,所以客户端\(C_2\)得到的结果为\(v_0\).
7/8如果想及时了解Spark、Hadoop或者Hbase相关的文章,欢迎关注微信公共帐号:iteblog_hadoop这种情况下\(C_2\)并没有获取到\(C_1\)写入的值,也就不满足数据一致性.
由此可以得出分布式系统不能同时满足可用性、一致性以及分区容错性.
CP还是AP首先既然是分布式系统,那么网络分区是一定会存在的,所以分布式系统必须满足P,否则就不是一个正真的分布式系统.
所以我们必须在A和C之间做出选择.
如果分布式系统不要求强的可用性,也就是容许系统停机或者长时间无响应的话,这种情况我们就可以考虑舍弃A.
我们常见的Zookeeper就是满足CP的.
如果我们的系统可用性要求非常高,那么我们可以牺牲一致性来满足.
这里说的牺牲一致性并不是说系统一直处于不一致的状态,要是这样的话这系统就没啥用了.
我们说的牺牲一致性一般都是说牺牲强一致性,而保证最终一致性.
也就是说系统短暂是不一致性的,过段时间能保证一致,也就是最终一致性.
所以,对于一个分布式系统来说,P是一个基本要求,CAP三者中,只能根据系统要求在C和A两者之间做权衡,并且要想尽办法提升P.
关于最终一致性可以参见本博客的BASE理论.
本博客文章除特别声明,全部都是原创!
转载本文请加上:转载自过往记忆(https://www.
iteblog.
com/)本文链接:【】()PoweredbyTCPDF(www.
tcpdf.
org)8/8
传统农历新年将至,国人主机商DogYun(狗云)发来了虎年春节优惠活动,1月31日-2月6日活动期间使用优惠码新开动态云7折,经典云8折,新开独立服务器可立减100元/月;使用优惠码新开香港独立服务器优惠100元,并次月免费;活动期间单笔充值每满100元赠送10元,还可以参与幸运大转盘每日抽取5折码,流量,余额等奖品;商家限量推出一款年付特价套餐,共100台,每个用户限1台,香港VPS年付199元...
LOCVPS发来了针对元旦新年的促销活动,除了全场VPS主机8折优惠外,针对德国/荷兰KVM #1/美国KVM#2 VPS提供终身7折优惠码(限量50名,先到先得)。LOCVPS是一家成立于2012年的国人VPS服务商,提供中国香港、韩国、美国、日本、新加坡、德国、荷兰、俄罗斯等地区VPS服务器,基于KVM或XEN架构(推荐优先选择KVM),均选择直连或者优化线路,国内延迟低,适合建站或远程办公使...
近日Friendhosting发布了最新的消息,新上线了美国迈阿密的云产品,之前的夏季优惠活动还在进行中,全场一次性45折优惠,最高可购买半年,超过半年优惠力度就不高了,Friendhosting商家的优势就是100Mbps带宽不限流量,有需要的朋友可以尝试一下。Friendhosting怎么样?Friendhosting服务器好不好?Friendhosting服务器值不值得购买?Friendho...
502gateway为你推荐
怎么在qq空间里添加背景音乐怎么在QQ空间里免费添加背景音乐????自助建站自助建站到底好还是不好pwPW考试是指什么申请证书手机申请证书宕机何谓宕机?iphone6上市时间苹果6什么时候出?cr2格式如何打开CR2格式的照片呢域名库域名赎回期过了多长时间可以注册王炳坤为什么幕思床垫那么贵啊???王炳坤母亲有关的感人事迹
免费网站空间 qq空间域名 火山主机 enom 百度云100as BWH 美国主机代购 sockscap 12u机柜尺寸 xfce win8升级win10正式版 圣诞节促销 个人域名 双线主机 河南移动m值兑换 免费phpmysql空间 in域名 超级服务器 512mb smtp虚拟服务器 更多