分布式环境各类问题 与 CAP/BASE

通讯异常

• 单机内存延时在纳秒级（10ns）
• 正常一次网络通讯延时在（0.1ms--1ms）   
• 相差100倍

网络分区

• 因为网络发生异常，致使分布式系统中部分网络延时加大，最终致使仅仅有部分系节点能使用，叫作网络分区

三态

• 三种状态，每次请求存在三种状态：成功、失败、超时
  • 超时的缘由：
    • 可能根本没发送到接收方
    • 接收方返回的结果没发回发送方

节点故障

• 分布式系统节点出现宕机或僵死的现象

ACID事务的隔离性、一致性、原子性、持久性

• 原子性
  • 所有成功、所有失败
• 一致性
  • 一个事务执行先后、数据必须保持先后一致的
• 隔离性
  • 标准sql 定义了4个隔离级别
    1. 未受权读
       • 一个事务还没完成，另外一个事务能够读取其正在操做的数据
    2. 受权读
       • 只容许读取已被提交的数据
    3. 可重复读取
       • 读取值都和事务开始时刻一致，可能致使幻读
       • 幻读：不一样时刻，同一事务执行结果不一样
    4. 串行化
       • 最严格的事务隔离级别
       • 全部事务都串行执行，不能并发执行

• 事务隔离级别越高，完整性一致性越强，同时对并发性能影响越大
• 对于绝大多数应用程序，设置为受权读取
  • 既保证一致性完整性，兼顾并发性能

持久性

• 对数据的变动是永久的

分布式事务

• 也称嵌套型事务
• 实现严格的事务，就要牺牲分布式系统可用性
• 可用性与一致性的妥协

CAP理论

• 分布式系统不能同时知足C（consitency）一致性、A（availablity）可用性、P（partition tolerance）分区容错性
• 最多只能同时知足俩
• 一致性
  • 数据在多个副本之间是否保持一致
  • 一个节点上数据更新后，在其余节点上能读到更新后的数据，称为一致
• 可用性
  • 用户的操做须要在“有限的时间内”  “返回结果”（两者缺一 都不叫可用）
    • 有限时间：用户对于不一样系统的指望值是不同的
• 分区容错性
  • 分布式系统遇到任何网络分区故障的时候，仍然能提供一致性和可用性的服务

• 分区容错性每每是分布式系统的一个基本要求，所以，大多数分布式系统都是在一致性和可用性之间作平衡

BASE 理论

• BA（基本可用）、S（软状态）、E（最终一致性）
• BASE 是对CAP 理论可用性、一致性权衡的结果，是大型互联网系统分布式实践的总结
• 基本可用
  • 是指系统遇到不可预知故障时，容许损失部分可用性（好比双十一，部分次要功能下线）
    • 好比时间上损失（搜索结果不是0.5秒返回结果，1--2秒返回）
    • 好比双十一部分消费者被引导到降级页面
• 软状态
  • 容许出现中间状态，容许在不一样节点之间复制数据延时
• 最终一致性
  • 五大类变种：
    • 因果一致性
      • A更新数据后通知B，B操做要基于A更新后的值
      • 不相关的 C操做无限制
    • 读本身所写
      • 本身只能看到本身更新的最新数据
    • 会话一致性
      • 同一会话中总能读到更新后的最新值
    • 单调读一致性
      • 一个进程从系统中读取数据项某个值，该进程不能读到比这个值更旧的值
    • 单调写一致性
      • 系统保证同一进程全部写顺序执行
  • 能够将上述5项中，部分项结合起来构建最终一致性的分布式系统
    • ​​​​​​​关系型数据库，提供最终一致性典范