前言
10年前的今天，Eric Brewer 博士發(fā)表CAP Twelve Years Later—How the 'Rules' Have Changed，原文上萬字，翻譯并摘要、附注如下：
CAP Twelve Years Later 摘要
CAP理論（CAP Theorem）斷言任何基于分布式數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，最多只能滿足數(shù)據(jù)一致性、可用性、分區(qū)容忍性三要素中的兩個要素。但是通過顯式處理分區(qū)情形，系統(tǒng)設(shè)計師可以做到優(yōu)化數(shù)據(jù)一致性和可用性，進而取得三者之間的平衡。
Eric Brewer是 UC,Berkeley 的計算機科學教授，聯(lián)系方式：brewer@cs.berkeley.edu
22年前，Eric Brewer在Principles of Distributed Computing大會上發(fā)表了CAP理論。2012年，作者在Computer雜志發(fā)表了回顧。
作者認為是三選二公式有誤導性,CAP把三者的相互關(guān)系過分簡單化了，強調(diào)沒有必要為很小的概率去犧牲A和C。對分布式系統(tǒng)來說分區(qū)容忍性（P）是基本要求，但可用性和一致性在系統(tǒng)正常工作期間是好搭檔，并非是矛盾。
引入 CAP 理論的十幾年里，架構(gòu)師和研究者已經(jīng)以它為理論基礎(chǔ)探索了各式各樣新穎的分布式系統(tǒng)，甚至到了濫用的程度。NoSQL 運動也將 CAP 理論當作對抗傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的依據(jù)。
譯注：NoSQL實踐中廣為人知的應(yīng)該就是HBase和Cassandra了。
HBase是CAP中的CP系統(tǒng)，即HBase是強一致性的。（在默認不開啟Region replica的情況下）
- HBase之所以是CP系統(tǒng)，和底層HDFS無關(guān)。它是CP系統(tǒng)，是因為每個Region同時只有一臺RegionServer為它服務(wù)，對一個Region所有的操作請求，都由這一臺Region server來響應(yīng)，自然是強一致性的，跟單機的JVM差不多。
- 在這臺RegionServer 掛掉的時候，它管理的Region會failover到其他Region Server時，需要根據(jù)WAL-log來redo，進行redo的Region這時候是Unavailable（不可用）的，Region需要分鐘級恢復來提供服務(wù)，所以HBase降低了可用性，提高了一致性。
Cassandra擁有分散式架構(gòu)：任何節(jié)點都能執(zhí)行任何操作，它提供了CAP原理中的AP（可用性和分區(qū)可容忍性）。
此外，MongoDB也是CP陣營的一員。
ACID（原子性、一致性、隔離性、持久性。）和 BASE 代表了兩種截然相反的設(shè)計哲學，分區(qū)一致性 - 可用性分布圖譜的兩極。ACID 注重一致性，是數(shù)據(jù)庫的傳統(tǒng)設(shè)計思路，也有很多優(yōu)點。
中文博大精深，此處英文也有異曲同工之妙??。
ACID和BASE除了設(shè)計哲學上是大路朝天各走一邊，而且在英文原意上也是冤家路窄，前者是“酸”，后者是“堿”。
出現(xiàn)較晚的 BASE 硬湊的感覺更明顯，它是“Basically Available, Soft state, Eventually consistent（基本可用、軟狀態(tài)、最終一致性）”的首字母縮寫。其中的軟狀態(tài)和最終一致性這兩種技巧擅于對付存在分區(qū)的場合，并因此提高了可用性。
當然，從數(shù)學邏輯的層面上講，只有強一致性和不一致。最終一致性等于沒有一致性，或者不保證強一致，屬于一致性模型的范疇。BASE的目的是彌合分區(qū)場合下A和C之間的裂痕——雖然墻體已然出現(xiàn)了縫隙，但表面上仍然是粉飾的平平整整。
綜上，ACID在一致性的路上一往無前，BASE則試圖對可用性進行改良。CAP是帽子，BASE更像是帽檐上的掛穗??。
CAP 與 ACID 的關(guān)系更復雜一些，也因此引起更多誤解。其中一個原因是 ACID 的 C 和 A 字母所代表的概念不同于 CAP 的 C 和 A。
譯注：
記得我們在學習ACID的概念時，總是會講銀行匯取款的故事來講原子操作至關(guān)重要，所以金融系統(tǒng)幾乎完全使用 ACID 數(shù)據(jù)庫。在金錢方面，肯定有一方無法容忍不一致的發(fā)生。
總的來說，OLTP搭ACID，OLAP搭BASE已經(jīng)盡善盡美了，然而，新的體系結(jié)構(gòu)HTAP還是出現(xiàn)了，混合事務(wù)分析處理野心勃勃地要打破事務(wù)處理和分析之間的“墻”??————結(jié)合前面的分析來說，理論上是做不到的，只能在API層面（對用戶來說透明）進行融合，底層則是縫合怪。
CAP 理論的經(jīng)典解釋，是忽略網(wǎng)絡(luò)延遲的，但在實際中延遲和分區(qū)緊密相關(guān)。網(wǎng)絡(luò)阻塞時，依靠多次嘗試通信的方法來達到一致性，比如 Paxos 算法或者兩階段事務(wù)提交，但這僅是拖延了決策的時間，系統(tǒng)最終要做一個決定。無限期地嘗試下去，本身就是選擇一致性犧牲可用性的表現(xiàn)。
CAP 理論經(jīng)常在不同方面被人誤解，對于可用性和一致性的作用范圍的誤解尤為嚴重，如果用戶根本獲取不到服務(wù)，那么其實談不上 C 和 A 之間做取舍。
譯注：
所謂“存地失人，人地皆失；存人失地，人地皆得”。
實踐中，大部分團體認為（位于單一地點的）數(shù)據(jù)中心內(nèi)部是沒有分區(qū)的，因此在單一數(shù)據(jù)中心之內(nèi)可以選擇 CA；CAP 理論出現(xiàn)之前，系統(tǒng)都默認這樣的設(shè)計思路，包括傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在內(nèi)。然而就算可能性極低，單數(shù)據(jù)中心完全有可能出現(xiàn)分區(qū)的情況，一旦出現(xiàn)就會動搖以 CA 為取向的設(shè)計基礎(chǔ)。最后，考慮到跨區(qū)域時出現(xiàn)的高延遲，在數(shù)據(jù)一致性上讓步來換取更好性能的做法相對比較常見。
當代 CAP 實踐應(yīng)將目標定為針對具體的應(yīng)用，在合理范圍內(nèi)最大化數(shù)據(jù)一致性和可用性的“合力”。這樣的思路延伸為如何規(guī)劃分區(qū)期間的操作和分區(qū)之后的恢復，從而啟發(fā)設(shè)計師加深對 CAP 的認識，突破過去由于 CAP 理論的表述而產(chǎn)生的思維局限。
后語
CAP并不是犧牲三要素其一的擋箭牌，而是啟發(fā)設(shè)計者就C&A進行更加高效合理的架構(gòu)規(guī)約，沒有萬能的架構(gòu)，只有最合適的場景。
后面我會另文探討一下HTAP產(chǎn)品以及新生的大數(shù)據(jù)軟件是真的結(jié)束了這場紛爭??，亦或是新瓶裝舊酒??？
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