顺序一致性到此为止,我们讨论了由领导者按照顺序处理读取的做法 。但是这种做法会产生一个瓶颈,从而限制系统的吞吐量 。最重要的是,领导者还需要联系大多数副本才能处理读取 。为了提高读取性能,我们应该允许副本处理请求 。
尽管副本会落后于领导者,但它接收到更新的顺序与领导者相同 。如果客户端A仅查询副本1,而客户端B仅查询副本2,则由于副本不完全同步,这两个客户端在不同时间点看到的状态也有所不同:
文章插图
在这个一致性模型中,对于所有观察者来说,操作发生的顺序相同,但操作的副作用何时会被观察者看到,该模型不能提供任何实时性的保证 。该模型称为顺序一致性 。顺序一致性与线性一致性之间的差异就在于前者缺乏实时性保证 。
这种模型的一个简单应用是与队列同步的生产者/消费者系统:生产者节点负责写入队列,而消费者则负责读取 。生产者和消费者看到队列各项的顺序相同,但消费者落后于生产者 。
最终一致性尽管我们设法提高了读取吞吐量,但我们不得不将客户端固定到某个副本上,此时如果副本出现故障该怎么办?为了提高存储的可用性,我们可以通过允许客户端查询任意副本 。但是,就一致性而言,这一步需要付出高昂的代价 。假设有两个副本1和2,其中副本2落后于副本1 。如果客户端在查询了副本2之后,紧接着又查询副本1,那么它将看到过去的状态,这可能会令人非常困惑 。客户端拥有的唯一保证是,如果系统的写入停止,则所有副本最终都将收敛到最终状态 。这种一致性模型称为最终一致性 。
在最终一致性的数据存储之上构建应用程序非常困难,因为其行为与你所习惯的编写单线程应用程序的行为不同 。任何一个细小的错误都可能逐步蔓延,而且很难调试和重现 。然而,并非所有应用程序都需要线性一致性,所以最终一致性也有一定的用武之地 。你需要做出明智的选择,仔细考虑你的数据存储提供的保证是否能够满足应用程序的需要 。如果你想记录网站的访问量,那么最终一致性将是你的首选,因为读取返回的数字是否有些过时并不重要 。但对于支付系统来说,强一致性绝对不可或缺 。
PACELC定理除了本文介绍的模型之外,还有很多有关一致性的模型 。但其背后的基本思想万变不离其宗:一致性保证越强,单个操作的等待时间就越长,而且发生故障时存储的可用性越低 。这种关系又称之为PACELC定理:在分布式计算机系统中进行网络分区(Partitioning,即P)的时候,我们必须在可用性(Availability,即A)和一致性(Consistency,即C)之间进行选择,否则(Else,即E)即便系统没有任何分区,我们也必须在延迟(Latency,即L)和一致性(Consistency,即C)之间进行选择 。
原文:https://robertovitillo.com/what-every-developer-should-know-about-database-consistency/
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【每位开发者都应了解的数据库一致性】
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