分布式基础理论

分布式系统特点：

并发性

共享资源，采取ACID或Base原则，见：CAP定理。分布式系统设计遵循CAP定理， CAP是：Consistency(一致性), Availability(可用性), 和 Partition tolerance(分区容错性) 可靠性简称，CAP定理认为，CAP三种之中，只能同时满足其中两种。

可靠性/可用性

故障发现和处理以及恢复容错处理。在一个正常运作系统中存在一个时间比例的条件。如果一个用户不能访问系统比例增大，它被认为是不可用。可用性公式： Availability = uptime / (uptime + downtime) 容错failover是指一个系统在错误发生的情况下，仍然一切运行正常。表示这个系统是宽容错误的。

定位命令：

标识资源 URLs
命名服务Naming services
定位寻找Lookup
主要见SOA中的服务查找。如Zookeeper实现服务查找。

透明性

访问透明度：使用相同的操作本地和远程资源
位置透明：访问资源无需知道其物理或网络位置
并发透明度：多个进程可以同时运行访问使用共享资源，当不能干扰堵塞它们的处理进程
复制透明性：资源的多个实例可以被用来复制以提高可靠性和性能，但无需由用户编制专门的应用程序来实现。
故障透明度：出现软件硬件故障时，使用户和应用方案能继续完成他们的任务不受影响。
移动透明度：允许在系统存在移动的资源和客户。
性能透明度：允许系统重新配置以提高性能负荷变化
缩放透明度：在应用程序结构没有变化的情况下能够在规模上扩展或伸缩系统，以提高吞吐量处理能力。

cap理论

定理：任何分布式架构都只能同时满足两点，无法三者兼顾。

Consistency（一致性），数据一致更新，所有的数据变动都是同步的。
- 对某个指定的客户端来说，读操作能返回最新的写操作。对于数据分布在不同节点上的数据上来说，如果在某个节点更新了数据，那么在其他节点如果都能读取到这个最新的数据，那么就称为强一致，如果有某个节点没有读取到，那就是分布式不一致。
Availability（可用性），好的响应性能。
- 非故障的节点在合理的时间内返回合理的响应(不是错误和超时的响应)。可用性的两个关键一个是合理的时间，一个是合理的响应。合理的时间指的是请求不能无限被阻塞，应该在合理的时间给出返回。合理的响应指的是系统应该明确返回结果并且结果是正确的，这里的正确指的是比如应该返回50，而不是返回40。
Partition tolerance（分区容忍性），可靠性，机器宕机是否影响使用。
- 当出现网络分区后，系统能够继续工作。打个比方，这里个集群有多台机器，有台机器网络出现了问题，但是这个集群仍然可以正常工作。

选择	说明
CA	放弃分区容错性，保证一致性和可用性，其实就是传统的单机数据库的选择。
AP	放弃一致性(这里说的一致性是强一致性)，追求分区容错性和可用性，这是很多分布式系统设计时的选择，例如很多 NoSQL 系统就是如此。
CP	放弃可用性，追求一致性和分区容错性，基本不会选择，网络问题会直接让整个系统不可用。

BASE理论是 Basically Available(基本可用)、Soft state(软状态)和 Eventually consistent (最终一致性)三个短语的缩写。BASE理论是对CAP理论中的一致性和可用性权衡的结果，通过对互联网系统分布式实践的总结，其核心思想是在分布式系统中，即使无法做到强一致，但每个服务可以结合自身的业务特点，采用适合自己的方式使系统达到最终一致性。BASE理论中的三要素描述如下：

1、基本可用（Basically Available）

基本可用是指分布式系统在出现故障后，允许部分可用性损失，即是保证核心服务或链路是可用的。比如：电商大促，当出现访问量陡增，为了保证系统的可用性，部分商户可能被引导到降级页面，保证大部分商家的一个可用性。

2、软状态（Soft state）

软状态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。比如电商网站上看到的商品剩余数量，评论数据，点赞数等；

3、最终一致性（Eventually consistent）

最终一致性强调的是所有的数据副本，在经过一段时间的同步之后，最终都能够达到一个一致的状态。因此，最终一致性的本质是需要系统保证最终数据能够达到一致，而不需要实时保证系统数据的强一致性。

总的来说，BASE理论面向的是大型高可用可扩展的分布式系统，和传统的事物 ACID 特性是相反的，它完全不同于 ACID 的强一致性模型，而是通过牺牲强一致性来获得可用性，并允许数据在一段时间内是不一致的，但最终达到一致状态。但是在分布式系统的场景中，不同的业务单元对数据的一致性要求是不同的，因此在架构设计中，ACID与BASE理论往往是结合一起考虑的。