一、基本理論
1、CAP
CAP 理論對(duì)分布式系統(tǒng)做了高度抽象，形成三個(gè)指標(biāo)：一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分區(qū)容忍性（Partition Tolerance）。
- 一致性 C：指系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)刻的數(shù)據(jù)是相同的；
- 可用性 A：指系統(tǒng)提供的服務(wù)一直處于可用狀態(tài)，對(duì)于用戶的請(qǐng)求可以及時(shí)響應(yīng)；
- 分區(qū)容忍性 P：指不論系統(tǒng)中哪個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題（消息丟失或高延遲），系統(tǒng)仍然可以提供服務(wù)；
權(quán)衡策略
由于網(wǎng)絡(luò)是不可靠的，因此C、A、P三個(gè)指標(biāo)不能同時(shí)滿足。分布式系統(tǒng)中分區(qū)容忍性是一定要保證的，CAP 理論實(shí)際上是要在可用性和一致性之間做權(quán)衡。
- 為了保證一致性(CP)：不能訪問(wèn)未同步完成的節(jié)點(diǎn)，也就失去了部分可用性;
- 為了保證可用性(AP)：允許讀取所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)可能不一致；
2、BASE
BASE 是基本可用（Basically Available）、軟狀態(tài)（Soft State）和最終一致性（Eventually Consistent）三個(gè)短語(yǔ)的縮寫。它的核心思想是：即使無(wú)法做到強(qiáng)一致性，但每個(gè)應(yīng)用都可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)姆绞剑ū热缌髁肯鞣?、延遲響應(yīng)、體驗(yàn)降級(jí)、過(guò)載保護(hù)等）來(lái)使系統(tǒng)達(dá)到最終一致性。
- 基本可用：指分布式系統(tǒng)在出現(xiàn)故障的時(shí)候，保證核心可用，允許損失部分可用性；
- 軟狀態(tài)：指允許系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在中間狀態(tài)，并認(rèn)為該中間狀態(tài)不會(huì)影響系統(tǒng)整體可用性，即允許系統(tǒng)不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)副本之間進(jìn)行同步的過(guò)程存在時(shí)延；
- 最終一致性：最終一致性強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)副本，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的同步后，最終能達(dá)到一致的狀態(tài)；
ACID 要求強(qiáng)一致性，通常運(yùn)用在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)上。而 BASE 要求最終一致性，通過(guò)犧牲強(qiáng)一致性來(lái)達(dá)到可用性，通常運(yùn)用在大型分布式系統(tǒng)中。
在實(shí)際的分布式場(chǎng)景中，不同業(yè)務(wù)單元和組件對(duì)一致性的要求是不同的，因此 ACID 和 BASE 往往會(huì)結(jié)合在一起使用。
二、數(shù)據(jù)分布
1.哈希
2.一致性哈希
3.帶有限負(fù)載的一致性哈希
4.帶虛擬節(jié)點(diǎn)的一致性哈希
三、數(shù)據(jù)復(fù)制
1.同步復(fù)制技術(shù)
2.異步復(fù)制技術(shù)
3.半同步復(fù)制技術(shù)
四、分布式緩存
分布式緩存指在分布式環(huán)境或系統(tǒng)下，把一些熱門數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到離用戶近、離應(yīng)用近的位置，讓用戶和應(yīng)用很快訪問(wèn)到想要的數(shù)據(jù)。主流分布式緩存系統(tǒng)有 Redis 和 Memcached。
1.Redis
集群結(jié)構(gòu)
Redis 是去中心化結(jié)構(gòu)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都負(fù)責(zé)一部分?jǐn)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)，同時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)還可以通過(guò)主備設(shè)計(jì)來(lái)提高可靠性。
特性
- 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：支持多種數(shù)據(jù)類型；
- 持久化：RDB、AOF；
- 主備同步：全量復(fù)制、增量復(fù)制；
2.Memcached
集群結(jié)構(gòu)
采用一致性哈希的思路，使用的是 Ketama 算法，主要思想是帶虛擬節(jié)點(diǎn)的一致性哈希算法。
特性
- 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：只支持簡(jiǎn)單的 k/v 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
- 持久化：不支持持久化，斷電后，數(shù)據(jù)會(huì)全部丟失；
- 主備同步：自身不支持主備，通過(guò)第三方實(shí)現(xiàn)；
