这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 9 天。
今天，我主要学习了分布式系统的相关知识。
一、分布式系统的引入
在昨天关于架构的笔记中，我提到过：单台服务器的性能是有上限的，与其拼命在一个机器上堆性能，还不如多凑几台服务器组成一个集群。就像你想要搭配一个存储NAS，与其买一个超大的机械，不如买几个小硬盘组一个RAID更方便一些。
分布式系统主要有两个方向：分布式计算和分布式存储。前者的典型代表有Hadoop、Spark、Yarn，后者则分成了分布式文件存储（GFS、ZooKeeper、HDFS）和分布式数据库（例如TiDB和MongoDB）。
二、拜占庭将军问题
我们考虑这样一个问题：两支军队的将军打算互相派出信使，跨过敌方控制区进行沟通，就何时打击敌人达成共识。问题在于，由于信使会通过敌人的控制区，所以信息有可能会被篡改（或者无法正确传输），所以必须设置出一套合理的方案，以成功达成共识。
而拜占庭问题则是上述问题的加强版：拜占庭境内存在众多将军，其中还有着一些间谍和叛徒，他们会尽可能的扰乱战略部署，而正直的将军必须在这种情况下安全保卫国土（或发起军事进攻）。
我们对这个问题进行抽象，就得到了分布式系统中的一个核心问题：当若干个节点损坏、异常运行、甚至有意识的尝试破坏整个系统时，我们应该如何进行处理，以保证系统的正常运行？
为了解决问题，一代代数学家和计算机科学家设计了各式各样的共识算法，其中最为著名的莫过于比特币提出的算力理论（通过算力的贡献来判断哪个版本是正确的）。
三、ACID
事务是数据库系统理论中的一个重要部分，它是数据库管理系统运行过程中的最小单位。一个事务中有若干条指令，而这些指令要么全部执行，要么全部不被执行。
事务拥有ACID性质，即原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）：
- 原子性：事务是一个整体，所有操作要么全部执行成功，要么失败后全部撤销
- 一致性：数据库在事务执行前到执行后都必须处于一致性状态
- 隔离性：当并发访问数据库的时候，各个并发事务必须互相隔离，互不干扰
- 持久性：事务一旦执行成功，其对数据库的数据的改变就是永久性的
