什么是CAP理论

CAP理论又叫CAP定理，同时又被称作布鲁尔定理（Brewer’s theorem），指的是在一个分布式系统中，不可能同时满足以下三点。

一致性（Consistency）

指强一致性，在写操作完成后开始的任何读操作都必须返回该值，或者后续写操作的结果。

也就是说，在一致性系统中，一旦客户端将值写入任何一台服务器并获得响应，那么之后client从其他任何服务器读取的都是刚写入的数据；

一致性保证了不管向哪台服务器写入数据，其他的服务器能实时同步数据

可用性（Availability）

可用性（高可用）是指：每次向未崩溃的节点发送请求，总能保证收到响应数据（允许不是最新数据）

分区容忍性（Partition tolerance）

分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候，仍然能够对外提供满足一致性和可用性的服务，也就是说，服务器A和B发送给对方的任何消息都是可以放弃的，也就是说A和B可能因为各种意外情况，导致无法成功进行同步，分布式系统要能容忍这种情况。除非整个网络环境都发生了故障。

分布式系统中，必须满足 CAP 中的 P，此时只能在 C/A 之间作出取舍。如果选择了CA，舍弃了P，说白了就是一个单体架构。

一致性分类

CAP理论告诉我们只能在C、A之间选择，在分布式事务的最终解决方案中一般选择牺牲一致性来获取可用性和分区容错性。

这里的 “牺牲一致性” 并不是完全放弃数据的一致性，而是放弃强一致性而换取弱一致性。

一致性可分为三种：强一致性、弱一致性、最终一致性

强一致性

系统中的某个数据被成功更新后，后续任何对该数据的读取操作都将得到更新后的值;

也称为：原子一致性（Atomic Consistency）、线性一致性（Linearizable Consistency）;

简言之，在任意时刻，所有节点中的数据是一样的。例如，对于关系型数据库，要求更新过的数据能被后续的访问都能看到，这是强一致性。

• 一个集群需要对外部提供强一致性，所以只要集群内部某一台服务器的数据发生了改变，那么就需要等待集群内其他服务器的数据同步完成后，才能正常的对外提供服务。
• 保证了强一致性，务必会损耗可用性。

弱一致性

系统中的某个数据被更新后，后续对该数据的读取操作可能得到更新后的值，也可能是更改前的值。

但即使过了不一致时间窗口这段时间后，后续对该数据的读取也不一定是最新值。

所以说，可以理解为数据更新后，如果能容忍后续的访问只能访问到部分或者全部访问不到，则是弱一致性。

例如12306买火车票，虽然最后看到还剩下几张余票，但是只要选择购买就会提示没票了，这就是弱一致性。

最终一致性

是弱一致性的特殊形式，存储系统保证在没有新的更新的条件下，最终所有的访问都是最后更新的值。

不保证在任意时刻任意节点上的同一份数据都是相同的，但是随着时间的迁移，不同节点上的同一份数据总是在向趋同的方向变化。

简单说，就是在一段时间后，节点间的数据会最终达到一致状态。

弱一致性即使过了不一致时间窗口，后续的读取也不一定能保证一致，而最终一致过了不一致窗口后，后续的读取一定一致。

什么是Base理论

BASE理论是对CAP中的一致性和可用性进行一个权衡的结果，理论的核心思想就是：我们无法做到强一致，但每个应用都可以根据自身的业务特点，采用适当的方式来使系统达到最终一致性。

BA(Basic Available)基本可用

整个系统在某些不可抗力的情况下，仍然能够保证“可用性”，即一定时间内仍然能够返回一个明确的结果。这里是属于基本可用。

基本可用和高可用的区别：

• “一定时间”可以适当延长 当举行大促（比如秒杀）时，响应时间可以适当延长
• 给部分用户返回一个降级页面 给部分用户直接返回一个降级页面，从而缓解服务器压力。但要注意，返回降级页面仍然是返回明确结果。

S(Soft State)柔性状态

称为柔性状态，是指允许系统中的数据存在中间状态，并认为该中间状态的存在不会影响系统的整体可用性，即允许系统不同节点的数据副本之间进行数据同步的过程存在延时。

E(Eventual Consisstency)最终一致性

同一数据的不同副本的状态，可以不需要实时一致，但一定要保证经过一定时间后仍然是一致的。

参数CAP原则和base理论