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什么是BASE理论

BASE 是 Basically Available(基本可用) 、Soft-state(软状态) 和 Eventually Consistent(终一致性) 三个短语的缩写。

什么是BASE理论
BASE理论

BASE 理论是对 CAP 中一致性 C 和可用性 A 权衡的结果,其来源于对大规模互联网系统分布式实践的总结,是基于 CAP 定理逐步演化而来的,它大大降低了我们对系统的要求。

BASE理论的核心思想是:

即使无法做到强一致性(Strong consistency),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终一致性(Eventual consistency)。

BASE理论的三个特性

基本可用

什么是基本可用呢?

假如系统出现了不可预知故障,允许损失部分可用性,当然也不能完全不可用。

损失的这部分可用性指的是什么?

  • 响应时间上的损失:正常情况下的搜索引擎0.5秒即返回给用户结果,而基本可用的搜索引擎可以在2秒作用返回结果。

  • 功能上的损失:在一个电商网站上,正常情况下,用户可以顺利完成每一笔订单。但是到了大促期间,为了保护购物系统的稳定性,部分消费者可能会被引导到一个降级页面。

软状态

软状态指允许系统中的数据存在中间状态(CAP 理论中的数据不一致),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。

终一致性

终一致性强调的是系统中所有的数据副本,在经过一段时间的同步后,终能够达到一个一致的状态。因此,终一致性的本质是需要系统保证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。

分布式一致性的 3 种级别:

  1. 强一致性 :系统写入了什么,读出来的就是什么。
  2. 弱一致性 :不一定可以读取到新写入的值,也不保证多少时间之后读取到的数据是新的,只是会尽量保证某个时刻达到数据一致的状态。
  3. 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。

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

CAP 是分布式系统设计理论,BASE 是 CAP 理论中 AP 方案的延伸,ACID 是数据库事务完整性的理论。

CAP理论严格来讲不是三选二,而是CPAP二选一,因为通常P(分区容错性)是必须得到保证的。

BASE理论面向的是大型高可用、可扩展的分布式系统。与传统ACID特性相反,不是强一致性模型,BASE提出通过牺牲强一致性来获得可用性,并允许数据一段时间内的不一致,但是终需要达到一致状态

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作者: 王鹏程序员

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