CAP原理和BASE思想

09-11-12 banq

分布式领域CAP理论，
Consistency(一致性), 数据一致更新，所有数据变动都是同步的
Availability(可用性), 好的响应性能
Partition tolerance(分区容忍性) 可靠性

定理：任何分布式系统只可同时满足二点，没法三者兼顾。
忠告：架构师不要将精力浪费在如何设计能满足三者的完美分布式系统，而是应该进行取舍。

关系数据库的ACID模型拥有高一致性 + 可用性很难进行分区：
Atomicity原子性：一个事务中所有操作都必须全部完成，要么全部不完成。
Consistency一致性. 在事务开始或结束时，数据库应该在一致状态。
Isolation隔离层. 事务将假定只有它自己在操作数据库，彼此不知晓。
Durability. 一旦事务完成，就不能返回。
跨数据库两段提交事务：2PC (two-phase commit)， 2PC is the anti-scalability pattern (Pat Helland) 是反可伸缩模式的，JavaEE中的JTA事务可以支持2PC。因为2PC是反模式，尽量不要使用2PC，使用BASE来回避。

BASE模型反ACID模型，完全不同ACID模型，牺牲高一致性，获得可用性或可靠性：
Basically Available基本可用。支持分区失败(e.g. sharding碎片划分数据库)
Soft state软状态状态可以有一段时间不同步，异步。
Eventually consistent最终一致，最终数据是一致的就可以了，而不是时时高一致。

BASE思想的主要实现有
1.按功能划分数据库
2.sharding碎片

BASE思想主要强调基本的可用性，如果你需要High 可用性，也就是纯粹的高性能，那么就要以一致性或容忍性为牺牲，BASE思想的方案在性能上还是有潜力可挖的。

现在NOSQL运动丰富了拓展了BASE思想，可按照具体情况定制特别方案，比如忽视一致性，获得高可用性等等，NOSQL应该有下面两个流派：
1. Key-Value存储，如Amaze Dynamo等，可根据CAP三原则灵活选择不同倾向的数据库产品。
2. 领域模型 + 分布式缓存 + 存储（Qi4j和NoSql运动），可根据CAP三原则结合自己项目定制灵活的分布式方案，难度高。

这两者共同点：都是关系数据库SQL以外的可选方案，逻辑随着数据分布，任何模型都可以自己持久化，将数据处理和数据存储分离，将读和写分离，存储可以是异步或同步，取决于对一致性的要求程度。

不同点：NOSQL之类的Key-Value存储产品是和关系数据库头碰头的产品BOX，可以适合非Java如PHP RUBY等领域，是一种可以拿来就用的产品，而领域模型 + 分布式缓存 + 存储是一种复杂的架构解决方案，不是产品，但这种方式更灵活，更应该是架构师必须掌握的。

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CAP定理在分布式系统设计中的最新应用

[该贴被admin于2018-01-18 13:52修改过]

xmuzyu

2009-11-12 20:06

同意banq老师的观点。BASE讲究soft state,这种状态是一种非即时性的状态，是一种无连接，或者说是尽量短连接的状态，而ACID是讲究强的一致性，要求即时性的事务hard state,这是一种完全面向连接的状态。强的一致性就以牺牲性能和高可用性为代价，目前 JDON的风格是一种符合BASE策略的架构风格。

conquersky

2009-11-12 23:06

感觉 jdon的首页有点base的味道啊呵呵

banq

2009-11-13 10:51

提供一种领域模型 + 分布式缓存 + 存储 + JMS异步的BASE解决方案图，如下，在这张图中，领域模型带着逻辑和数据被分布式缓存如Ehcache +Terracotta分布到多台机器中运行，当领域模型需要驱动架构功能时，通过JMS驱动，而JMS也是一个集群无单点风险的架构，同时一个分布式事务架构，通过JMS分布式事务和关系数据库能够保证持久数据一致性，不过模型中数据和关系数据库中的数据一致性就不是高度实时的，这个方案属于一种低延迟low latency。

由于业务数据装在领域模型中，关系数据库只是用来做存储，这属于一种Not Only SQL。

[该贴被admin于2016-07-15 13:51修改过]

lazytalent

2009-11-16 10:39

XXXXX，没有什么对不对，好不好，只有适合与否，讨论的时候最好事针对一个特定的环境！！！

banq

2009-12-14 13:49