分布式事務之最終一致性BASE理論


一、事務

  事務提供一種機制將一個活動涉及的所有操作納入到一個不可分割的執行單元,組成事務的所有操作只有在所有操作均能正常執行的情況下方能提交,只要其中任一操作執行失敗,都將導致整個事務的回滾。簡單地說,事務提供一種“要么什么都不做,要么做全套(All or Nothing)”機制。

二、分布式事務

  分布式事務指事務的參與者、支持事務的服務器、資源服務器以及事務管理器分別位於不同的分布式系統的不同節點之上。簡單的說,就是一次大的操作由不同的小操作組成,這些小的操作分布在不同的服務器上,且屬於不同的應用,分布式事務需要保證這些小操作要么全部成功,要么全部失敗。

三、應用場景

  銀行轉賬、車站售票、網上購物。

四、分布式事務的一致性

1、強一致性

  這種一致性級別是最符合用戶直覺的,它要求系統寫入什么,讀出來的也會是什么,用戶體驗好,但實現起來往往對系統的性能影響大。

2、弱一致性

  這種一致性級別約束了系統在寫入成功后,不承諾立即可以讀到寫入的值,也不久承諾多久之后數據能夠達到一致,但會盡可能地保證到某個時間級別(比如秒級別)后,數據能夠達到一致狀態。

3、最終一致性

  最終一致性是弱一致性的一個特例,系統會保證在一定時間內,能夠達到一個數據一致的狀態。這里之所以將最終一致性單獨提出來,是因為它是弱一致性中非常推崇的一種一致性模型,也是業界在大型分布式系統的數據一致性上比較推崇的模型。

五、BASE理論

  BASE理論是實現分布式事務最終一致性的有效解決方案。

  BASE是Basically Available(基本可用)、Soft state(軟狀態)和Eventually consistent(最終一致性)三個短語的縮寫。BASE理論是對CAP中一致性和可用性權衡的結果,其來源於對大規模互聯網系統分布式實踐的總結, 是基於CAP定理逐步演化而來的。BASE理論的核心思想是:即使無法做到強一致性,但每個應用都可以根據自身業務特點,采用適當的方式來使系統達到最終一致性

BASE理論三要素:

1、基本可用

  基本可用是指分布式系統在出現不可預知故障的時候,允許損失部分可用性----注意,這絕不等價於系統不可用。比如:

(1)響應時間上的損失。正常情況下,一個在線搜索引擎需要在0.5秒之內返回給用戶相應的查詢結果,但由於出現故障,查詢結果的響應時間增加了1~2秒。

(2)系統功能上的損失:正常情況下,在一個電子商務網站上進行購物的時候,消費者幾乎能夠順利完成每一筆訂單,但是在一些節日大促購物高峰的時候,由於消費者的購物行為激增,為了保護購物系統的穩定性,部分消費者可能會被引導到一個降級頁面。

2、軟狀態

  軟狀態指允許系統中的數據存在中間狀態,並認為該中間狀態的存在不會影響系統的整體可用性,即允許系統在不同節點的數據副本之間進行數據同步的過程存在延時。

3、最終一致性

  最終一致性強調的是所有的數據副本,在經過一段時間的同步之后,最終都能夠達到一個一致的狀態。因此,最終一致性的本質是需要系統保證最終數據能夠達到一致,而不需要實時保證系統數據的強一致性。

  總的來說,BASE理論面向的是大型高可用可擴展的分布式系統,和傳統的事物ACID特性是相反的,它完全不同於ACID的強一致性模型,而是通過犧牲強一致性來獲得可用性,並允許數據在一段時間內是不一致的,但最終達到一致狀態。但同時,在實際的分布式場景中,不同業務單元和組件對數據一致性的要求是不同的,因此在具體的分布式系統架構設計過程中,ACID特性和BASE理論往往又會結合在一起。

實現方式:


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