分布式理论CAP定理

CAP原则又称CAP定理，指的是在一个分布式系统中， Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性），三者不可兼得。

998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(一致性): 所有的节点上的数据时刻保持同步，强一致性；
Availability(可用性): 每个请求都能接受到一个响应，无论返回的数据是否一致；
Partition tolerance(分区容错性): 系统应该能持续提供服务，即使在遇到某节点或网络分区故障的时候。
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。

下面分别讲述下这三个概念：

1.分区容错性
相对于单点系统，分布式系统会部署在多台机器上，机器之间有可能是跨区域的，比如服务器机房一个在北京，一个在上海，如果在这两个机房之间构建了分布式系统，那么这两个区域的机器是需要通信的，而只要通信就有可能出现通信失败，所以分区容错性P是我们在设计分布式系统中必须要考虑到的问题。

2.一致性
一致性是说客户端从分布式系统中拿数据，不管从那一台机器中获取，都应该是最新的。

 

假设某一时间client向server1服务器更新vo->v1，之后不管从server1还是从server2取值都是v1，这样才满足一致性。而如果cleint往server1写过数据后，从server2中去获取值，此时server1和server2之间还未同步，那么就会依然获取到vo，那么就不满足一致性。

3.可用性
可用性是指，不管任何时候，client向任意一台server发起请求，都能得到响应，不管获得的数据是v0还是v1。

一致性和可用性之间的矛盾

因为分区容错P的必然性，所以一致性C和可用性A无法同时成立。

 

如果保证 Server2的一致性，那么 Server1 必须在写操作时，锁定 Server2 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，Server2 不能读写，这样可用性就无法满足。

如果保证 Server2 的可用性，那么就不能锁定 Server2，所以一致性不成立。

综上所述，Server2 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。如果追求强一致性，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，那就没法做到强一致性。