1998年，加州大學(xué)的計算機(jī)科學(xué)家 Eric Brewer 提出，分布式系統(tǒng)有三個指標(biāo)。

Consistency?? ---一致性

Availability?? ---可用性

Partition tolerance? ---分區(qū)容錯性

他們第一個字母分別是C,A,P

Eric Brewer 說，這三個指標(biāo)不可能同時做到。這個結(jié)論就叫做 CAP 定理。

Partition tolerance

中文叫做"分區(qū)容錯"。

多數(shù)分布式系統(tǒng)都分布在多個子網(wǎng)絡(luò)。每個子網(wǎng)絡(luò)就叫做一個區(qū)（partition）。分區(qū)容錯的意思是，區(qū)間通信可能失敗。比如，一臺服務(wù)器放在本地，另一臺服務(wù)器放在外地（可能是外省，甚至是外國），這就是兩個區(qū)，它們之間可能無法通信。

上圖中，S1 和 S2 是兩臺跨區(qū)的服務(wù)器。S1 向 S2 發(fā)送一條消息，S2 可能無法收到。系統(tǒng)設(shè)計的時候，必須考慮到這種情況。

一般來說，分區(qū)容錯無法避免，因此可以認(rèn)為 CAP 的 P 總是成立。CAP 定理告訴我們，剩下的 C 和 A 無法同時做到。

Consistency

Consistency 中文叫做"一致性"。意思是，寫操作之后的讀操作，必須返回該值。舉例來說，某條記錄是 v0，用戶向 S1 發(fā)起一個寫操作，將其改為 v1。

接下來用戶讀操作就會得到v1。這就叫一致性。

問題是，用戶有可能會向S2發(fā)起讀取操作，由于G2的值沒有發(fā)生變化，因此返回的是v0，所以S1和S2的讀操作不一致，這就不滿足一致性了

為了讓S2的返回值與S1一致，所以我們需要在往S1執(zhí)行寫操作的時候，讓S1給S2也發(fā)送一條消息，要求G2也變成v1

這樣子用戶向G2發(fā)起讀操作，就也能得到v1

Availability

Availability 中文叫做"可用性"，意思是只要收到用戶的請求，服務(wù)器就必須給出回應(yīng)。

用戶可以選擇向 S1 或 S2 發(fā)起讀操作。不管是哪臺服務(wù)器，只要收到請求，就必須告訴用戶，到底是 v0 還是 v1，否則就不滿足可用性。

Consistency 和 Availability 的矛盾

一致性和可用性，為什么不可能同時成立？答案很簡單，因為可能通信失敗（即出現(xiàn)分區(qū)容錯）。

如果保證 S2 的一致性，那么 S1 必須在寫操作時，鎖定 S2 的讀操作和寫操作。只有數(shù)據(jù)同步后，才能重新開放讀寫。鎖定期間，S2 不能讀寫，沒有可用性不。

如果保證 S2 的可用性，那么勢必不能鎖定 S2，所以一致性不成立。

綜上所述，S2 無法同時做到一致性和可用性。系統(tǒng)設(shè)計時只能選擇一個目標(biāo)。如果追求一致性，那么無法保證所有節(jié)點(diǎn)的可用性；如果追求所有節(jié)點(diǎn)的可用性，那就沒法做到一致性。

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總結(jié)

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