文章目录

• • 基本可用（Basically Available）
  • 软状态（Soft State）
  • 最终一致性（Eventual Consistency）
  • • 分布式一致性的 3 种级别
    • 最终一致性怎么保证呢？
    • 总结

      BASE 是指基本可用（Basically Available）、软状态（ Soft State）、最终一致性（ Eventual Consistency），核心思想是即使无法做到强一致性（CAP 的一致性就是强一致性），但应用可以采用适合的方式达到最终一致性。

      基本可用（Basically Available）

      分布式系统在出现故障时，允许损失部分可用性，即保证核心可用。

      这里的关键词是“部分”和“核心”，具体选择哪些作为可以损失的业务，哪些是必须保证的业务，是一项有挑战的工作。例如，对于一个用户管理系统来说，“登录”是核心功能，而“注册”可以算作非核心功能。因为未注册的用户本来就还没有使用系统的业务，注册不了最多就是流失一部分用户，而且这部分用户数量较少。如果用户已经注册但无法登录，那就意味用户无法使用系统。例如，充了钱的游戏不能玩了、云存储不能用了……这些会对用户造成较大损失，而且登录用户数量远远大于新注册用户，影响范围更大。

      软状态（Soft State）

      允许系统存在中间状态，而该中间状态不会影响系统整体可用性。即允许系统在不同节点的数据副本之间进行数据同步的过程存在延时。这里的中间状态就是 CAP 理论中的数据不一致。

      最终一致性（Eventual Consistency）

      系统中的所有数据副本经过一定时间后，最终能够达到一致的状态。

      这里的关键词是“一定时间” 和 “最终”，“一定时间”和数据的特性是强关联的，不同的数据能够容忍的不一致时间是不同的。举一个微博系统的例子，用户账号数据最好能在 1 分钟内就达到一致状态，因为用户在 A 节点注册或者登录后，1 分钟内不太可能立刻切换到另外一个节点，但 10 分钟后可能就重新登录到另外一个节点了；而用户发布的最新微博，可以容忍 30 分钟内达到一致状态，因为对于用户来说，看不到某个明星发布的最新微博，用户是无感知的，会认为明星没有发布微博。“最终”的含义就是不管多长时间，最终还是要达到一致性的状态。

      分布式一致性的 3 种级别

      • 强一致性 ：系统写入了什么，读出来的就是什么。
      • 弱一致性 ：不一定可以读取到最新写入的值，也不保证多少时间之后读取到的数据是最新的，只是会尽量保证某个时刻达到数据一致的状态。
      • 最终一致性 ：弱一致性的升级版，系统会保证在一定时间内达到数据一致的状态。

        业界比较推崇是最终一致性级别，但是某些对数据一致要求十分严格的场景比如银行转账还是要保证强一致性。

        最终一致性怎么保证呢？

        • 读时修复 : 在读取数据时，检测数据的不一致，进行修复。比如 Cassandra 的 Read Repair 实现，具体来说，在向 Cassandra 系统查询数据的时候，如果检测到不同节点 的副本数据不一致，系统就自动修复数据。
        • 写时修复 : 在写入数据，检测数据的不一致时，进行修复。比如 Cassandra 的 Hinted Handoff 实现。具体来说，Cassandra 集群的节点之间远程写数据的时候，如果写失败 就将数据缓存下来，然后定时重传，修复数据的不一致性。
        • 异步修复 : 这个是最常用的方式，通过定时对账检测副本数据的一致性，并修复。

          总结

          BASE 理论本质上是对 CAP 的延伸和补充，更具体地说，是对 CAP 中 AP 方案的一个补充。

          上一篇文章在剖析 CAP 理论时，提到了和 BASE 相关的两点：

          • CAP 理论是忽略延时的，而实际应用中延时是无法避免的。

            这一点就意味着完美的 CP 场景是不存在的，即使是几毫秒的数据复制延迟，在这几毫秒时间间隔内，系统是不符合 CP 要求的。因此 CAP 中的 CP 方案，实际上也是实现了最终一致性，只是“一定时间”是指几毫秒而已。

          • AP 方案中牺牲一致性只是指分区期间，而不是永远放弃一致性。

            这一点其实就是 BASE 理论延伸的地方，分区期间牺牲一致性，但分区故障恢复后，系统应该达到最终一致性。