这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第8天
概述
分布式系统是计算机程序的集合，这些程序利用跨多个独立计算节点的计算资源来实现共同目标
优势：
- 去中心化
- 低成本
- 弹性
- 资源共享
- 可靠性高
劣势：
- 普遍的节点故障
- 不可靠的网络
- 异构的机器与硬件环境
- 安全
系统模型
故障模型
拜占庭将军问题
拜占庭帝国在攻击敌方城堡时，在地方城堡外驻扎了多个军队，每个军队都有各自的将军指挥，将军们只能通过信使进行沟通。在观察敌情之后，他们必须制定一个共同的计划，如进攻或者撤退，只有当半数以上的军队都发起进攻才能取得胜利。然而这其中的一些将军可能是叛徒，就会阻止将军们达成一致的行动计划；另外，传递消息的信使也可能是叛徒，他们可以进行篡改和伪造消息或者不进行消息的传递。
共识和一致性
理论基础
CAP理论
CAP理论指的是一个分布式系统最多只能同时满足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partition tolerance）这三项中的两项。
C:Consistency一致性
一致性指“all nodes see the same data at the same time”，即更新操作成功并返回客户端完成后，所有节点在同一时间的数据完全一致。
A: Availability可用性
可用性指“Reads and writes always succeed”，即服务一直可用，而且是正常响应时间。
P: Partition tolerance分区容错性
分区容错性指“the system continues to operate despite arbitrary message loss or failure of part of the system”，即分布式系统在遇到某节点或网络分区故障的时候，仍然能够对外提供满足一致性和可用性的服务。
ACID理论
ACID 理论是对事务特性的抽象和总结，方便我们实现事务。可以理解成：如果实现了操作的 ACID 特性，那么就实现了事务。
事务
事务可以看成是一个或者多个操作的组合操作，并且它对这个组合操作提供一个保证，如果这个组合操作之前的数据是一致的（即正确的），那么操作之后的数据也应该是一致的。不论这个组合操作执行的过程中，是否发生系统故障，还是在这个组合操作执行的过程中，是否与其他事务一起执行。
四个特性：
- A：Atomicity，原子性。
- C：Consistency，一致性。
- I：Isolation，隔离性。
- D：Durability，持久性。
事务主要是通过ACID四个特性来实现的：
- 一致性（C）：一个事务能够正确地将数据从一个一致性的状态，变换到另一个一致性的状态。
- 原子性（A）：一个事务所有的操作，要么全部执行，要么就一个都不执行，即 all-or nothing。它可以让事务在出现故障等原因，导致不能全部执行成功时，将已经执行的部分操作，回滚到事务前的状态。
- 隔离性（I）：如果多个事务并发执行，那么执行结果和一个一个串行执行是一样的。它可以使事务在执行时，不会受到其他事务的影响。不过在实践中，由于考虑到性能的问题，一般都使用较弱一点的保证，我们在后续的课程中会专门讨论。
- 持久性（D）：如果一个事务已经提交，不论什么原因，它产生的结果都是永久存在的，它保证了事务的结果不会丢失。
在四个特性中，一致性是对事务执行最终结果正确性的保证，它需要依赖事务的其他特性来协助完成。
BASE理论
BASE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中一致性和可用性权衡的结果，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。BASE理论的核心思想是：即使无法做到强一致性，但每个应用都可以根据自身业务特点，采用适当的方式来使系统达到最终一致性。
