记录 CAP定理和BASE特性

分布式系统（distributed system）正变得越来越重要，大型网站几乎都是分布式的。

分布式系统的最大难点，就是各个节点的状态如何同步。CAP 定理是这方面的基本定理，也是理解分布式系统的起点。

>CAP定理

1998年，加州大学的计算机科学家 Eric Brewer 提出，分布式系统有三个指标。

Consistency

Availability

Partition tolerance

它们的第一个字母分别是 C、A、P。

Eric Brewer 说，这三个指标不可能同时做到。这个结论就叫做 CAP 定理。

>Partition tolerance

大多数分布式系统都分布在多个子网络。每个子网络就叫做一个区（partition）。分区容错的意思是，区间通信可能失败。比如，一台服务器放在中国，另一台服务器放在美国，这就是两个区，它们之间可能无法通信。

分区容错对于分布式系统来说几乎是不可避免地，因此可以认为 CAP 的 P 总是成立。CAP 定理告诉我们，剩下的 C 和 A 无法同时做到。

>Consistency

问题是，用户有可能向 G2 发起读操作，由于 G2 的值没有发生变化，因此返回的是 v0。G1 和 G2 读操作的结果不一致，这就不满足一致性了。

为了让 G2 也能变为 v1，就要在 G1 写操作的时候，让 G1 向 G2 发送一条消息，要求 G2 也改成 v1。

这样的话，用户向 G2 发起读操作，也能得到 v1。

>Availability

Availability 中文叫做"可用性"，意思是只要收到用户的请求，服务器就必须给出回应。

用户可以选择向 G1 或 G2 发起读操作。不管是哪台服务器，只要收到请求，就必须告诉用户，到底是 v0 还是 v1，否则就不满足可用性。

>C&A为什么不能同时成立：

一致性和可用性，为什么不可能同时成立？答案很简单，因为可能通信失败（即出现分区容错）。

如果保证 G2 的一致性，那么 G1 必须在写操作时，锁定 G2 的读操作和写操作。只有数据同步后，才能重新开放读写。锁定期间，G2 不能读写，没有可用性不。

如果保证 G2 的可用性，那么势必不能锁定 G2，所以一致性不成立。

综上所述，G2 无法同时做到一致性和可用性。系统设计时只能选择一个目标。如果追求一致性，那么无法保证所有节点的可用性；如果追求所有节点的可用性，那就没法做到一致性。

>BASE：基本可用（BA)、软状态（S）、最终一致性（E）

1.基本可用（Basically Available）:
NoSQL允许分布式系统中某些部分出现故障，那么系统的其余部分依然可用。它不会像ACID那样，在系统出现故障时，进行强制拒绝，允许继续部分访问。

2.软状态（Soft State）:
NoSQL在数据处理过程中，允许这个过程，存在数据状态暂时不一致的情况。但经过纠错处理，最终会一致的。

3.最终一致性（Eventually Consistent）：
NoSQL的软状态允许数据处理过程的暂时不一致，但是最终处理结果将是一致的，说明NoSQL对数据处理过程可以有短暂的时间间隔，也允许分更细的步骤一个一个地处理，最好数据达到一致即可。这在互联网上进行分布式应用具有其明显的优势。

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