一致性方案研究

理论

CAP 与 ACID

一个分布式系统最多只能同时满足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partition tolerance）这三项中的两项。

• CAP理论十二年回顾："规则"变了
• 分布式系统的CAP理论

CAP与ACID的关系更复杂一些，也因此引起更多误解。其中一个原因是ACID的C和A字母所代表的概念不同于CAP的C和A。还有一个原因是选择可用性只部分地影响ACID约束。ACID四项特性分别为：

• 原子性（Atomicity）。所有的系统都受惠于原子性操作。当我们考虑可用性的时候，没有理由去改变分区两侧操作的原子性。而且满足ACID定义的、高抽象层次的原子操作，实际上会简化分区恢复。

• 一致性（Consistency）。ACID的C指的是事务不能破坏任何数据库规则，如键的唯一性。与之相比，CAP的C仅指单一副本这个意义上的一致性，因此只是ACID一致性约束的一个严格的子集。ACID一致性不可能在分区过程中保持，因此分区恢复时需要重建ACID一致性。推而广之，分区期间也许不可能维持某些不变性约束，所以有必要仔细考虑哪些操作应该禁止，分区后又如何恢复这些不变性约束。

• 隔离性（Isolation）。隔离是CAP理论的核心：如果系统要求ACID隔离性，那么它在分区期间最多可以在分区一侧维持操作。事务的可串行性（serializability）要求全局的通信，因此在分区的情况下不能成立。只要在分区恢复时进行补偿，在分区前后保持一个较弱的正确性定义是可行的。

• 持久性（Durability）。牺牲持久性没有意义，理由和原子性一样，虽然开发者有理由（持久性成本太高）选择BASE风格的软状态来避免实现持久性。这里有一个细节，分区恢复可能因为回退持久性操作，而无意中破坏某项不变性约束。但只要恢复时给定分区两侧的持久性操作历史记录，破坏不变性约束的操作还是可以被检测出来并修正的。通常来讲，让分区两侧的事务都满足ACID特性会使得后续的分区恢复变得更容易，并且为分区恢复时事务的补偿工作奠定了基本的条件。

实现最终一致性的方案

• 可靠事件模式
  • 可靠事件投递
  • 避免事件重复消费
• 业务补偿模式
• TCC模式（Try-Confirm-Cancel）
  • 开源实现：http://www.bytesoft.org/how-to-impl-tcc/
  • github地址：https://github.com/liuyangming/bytetcc