在分布式数据库中CAP原理CAP+BASE以及分布式和集群的区别

分布式数据库中的CAP原理

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本篇博文的内容均来源于网络,本人只是整理,仅供学习!

相关阅读 【CAP 定理的含义 】作者: 阮一峰

一.关系型数据库

关系型数据库遵循ACID规则
事务在英文中是transaction,和现实世界中的交易很类似,它有如下四个特性:

1、A (Atomicity) 原子性
原子性很容易理解,也就是说事务里的所有操作要么全部做完,要么都不做,事务成功的条件是事务里的所有操作都成功,只要有一个操作失败,整个事务就失败,需要回滚。比如银行转账,从A账户转100元至B账户,分为两个步骤:1)从A账户取100元;2)存入100元至B账户。这两步要么一起完成,要么一起不完成,如果只完成第一步,第二步失败,钱会莫名其妙少了100元。

2、C (Consistency) 一致性
一致性也比较容易理解,也就是说数据库要一直处于一致的状态,事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束。

3、I (Isolation) 独立性
所谓的独立性是指并发的事务之间不会互相影响,如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改,只要另外一个事务未提交,它所访问的数据就不受未提交事务的影响。比如现有有个交易是从A账户转100元至B账户,在这个交易还未完成的情况下,如果此时B查询自己的账户,是看不到新增加的100元的

4、D (Durability) 持久性
持久性是指一旦事务提交后,它所做的修改将会永久的保存在数据库上,即使出现宕机也不会丢失。

二:CAP是没什么
百度百科 CAP原则
C:Consistency(强一致性)
A:Availability(可用性)
P:Partition tolerance(分区容错性)

三:CAP原理

CAP理论的核心是:一个分布式系统不可能同时很好的满足一致性,可用性和分区容错性这三个需求,
最多只能同时较好的满足两个。
因此,根据 CAP 原理将 NoSQL 数据库分成了满足 CA 原则、满足 CP 原则和满足 AP 原则三 大类:
CA – 单点集群,满足一致性,可用性的系统,通常在可扩展性上不太强大。
CP – 满足一致性,分区容忍必的系统,通常性能不是特别高。
AP – 满足可用性,分区容忍性的系统,通常可能对一致性要求低一些。

CAP理论就是说在分布式存储系统中,最多只能实现上面的两点。
而由于当前的网络硬件肯定会出现延迟丢包等问题,所以分区容忍性是我们必须需要实现的。

所以我们只能在一致性和可用性之间进行权衡,没有NoSQL系统能同时保证这三点。

C:强一致性 A:高可用性 P:分布式容忍性
CA 传统Oracle数据库

AP 大多数网站架构的选择

CP Redis、Mongodb

注意:分布式架构的时候必须做出取舍。
一致性和可用性之间取一个平衡。多余大多数web应用,其实并不需要强一致性。
因此牺牲C换取P,这是目前分布式数据库产品的方向

一致性与可用性的决择

对于web2.0网站来说,关系数据库的很多主要特性却往往无用武之地

数据库事务一致性需求
  很多web实时系统并不要求严格的数据库事务,对读一致性的要求很低, 有些场合对写一致性要求并不高。允许实现最终一致性。
数据库的写实时性和读实时性需求
  对关系数据库来说,插入一条数据之后立刻查询,是肯定可以读出来这条数据的,但是对于很多web应用来说,并不要求这么高的实时性,比方说发一条消息之 后,过几秒乃至十几秒之后,我的订阅者才看到这条动态是完全可以接受的。
对复杂的SQL查询,特别是多表关联查询的需求
  任何大数据量的web系统,都非常忌讳多个大表的关联查询,以及复杂的数据分析类型的报表查询,特别是SNS类型的网站,从需求以及产品设计角 度,就避免了这种情况的产生。往往更多的只是单表的主键查询,以及单表的简单条件分页查询,SQL的功能被极大的弱化了。

四:集群和分布式系统

分布式系统(distributed system)
由多台计算机和通信的软件组件通过计算机网络连接(本地网络或广域网)组成。分布式系统是建立在网络之上的软件系统。正是因为软件的特性,所以分布式系统具有高度的内聚性和透明性。因此,网络和分布式系统之间的区别更多的在于高层软件(特别是操作系统),而不是硬件。分布式系统可以应用在在不同的平台上如:Pc、工作站、局域网和广域网上等。

简单来讲:
1分布式:不同的多台服务器上面部署不同的服务模块(工程),他们之间通过Rpc/Rmi之间通信和调用,对外提供服务和组内协作。

2集群:不同的多台服务器上面部署相同的服务模块,通过分布式调度软件进行统一的调度,对外提供服务和访问。

链接外文:
分布式与集群的区别是什么?知乎:https://www.zhihu.com/question/20004877


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