这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第5天
主要内容
本节课主要学习了分布式的相关概念，包括什么是分布式系统，拜占庭将军问题，CAP理论、ACID理论，分布式事务，共识协议等内容。
具体内容
分布式基本概念
分布式系统的概念：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的目标。
优点：去中心化、低成本、弹性、资源共享、可靠性高
缺点：普遍的节点故障、不可靠的网络、安全
一个服务器能存储的资源是有限的，如果能用多个服务器，让资源共享，那么。优点的逐步递进的，越往后实现起来越困难。
虽然单台服务器发生故障的概率很低，但是当有很多台服务器时，出现故障的概率大大增大。
服务器处于对、错和未决三种状态。
如果一个集群被攻破，那么整个集群都可能不再安全。
why-How-What三个角度的思考。可以从使用者和学习者两个角色的层面。对于学习者，如果要学习分布式系统的概念，要掌握分布式理论，并且理解一致性协议，对要点深入展开，并且深入实践。分布式系统相关的文章往往集中于工业界，不能只靠学校和课本。
常见的分布式系统
包括分布式存储、分布式数据库、分布式计算。其中分布式存储有GFS、Ceph、Hadoop HDFS、Zookeeper，分布式数据库有HBase、MongoDB、TiDB，分布式计算Spark、YARN、Hadoop。
系统模型
该部分主要讲解了故障模型、拜占庭将军问题、共识和一致性、时间和事件顺序。
故障模型
将分布式系统出现的故障，根据处理的难易程度划分为六种类型，分别为Byzantine failure、ADB（拜占庭故障的特例）、Performance failure、Omission failure、 Crash failure、 fail-stop failure。上面的故障中，Byzantine failure是最难处理的。Crash failure是只知道状态，不知道原因；fail-stop failure是既知道状态又知道原因。Omission failure是未决的状态（长时间未决，但知道是故障）Performance failure是故障和非故障的叠加态。Byzantine failure更多的是正确性方面的故障，大部分分布式系统并不解决Byzantine failure，在实际工程中，往往对信息进行加密或者冗余设计。
主要可以从四个维度分析故障：正确性、时间、状态和原因。 真实故障：主要有磁盘故障、磁盘坏道、坏块、服务器主板、板卡故障、网络故障、网络分区等故障。该部分的故障讲课的老师几乎都遇到过。
共识和一致性
一致性有最终一致性和线性一致性。最终一致性指数据最终是一致的，但是过程中不一定。而线性一致性则是数据在运行过程中始终是一致的。
理论基础
CAP
| 简写 | 实际 | 概念 |
|---|---|---|
| C | Consistence | 一致性，数据在多个副本中能保持一致的特性（强一致性） |
| A | Availability | 可用性 |
| P | Network partitioning | 分区容错性，指系统的服务必须一直处于可用的状态，每次请求都能得到非错的响应 |
实际上是不能同时满足（100%满足）CAP这三个条件，因此实际工程中出现了CA, AP, CP三种。 CA:放弃了分区容错性，加强了一致性和可用性，通常是传统的单机数据库是这么选的 AP:放弃了一致性（强一致性），注重用户体验， CP:放弃了可用性，例如与钱财有关的系统
ACID
指事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。其中原子性、一致性在数据库中是一定要保证的，但是隔离性和持久性不一定保证。
BASE
来自网络实战，保证了分区容错性和可用性，其核心思想是基本可用、软状态和最终一致性。软状态是指允许系统中的状态存在中间状态，并认为不影响系统的整体可用性。大部分情况下，能够保证AP就够了。
分布式事务
CP相关的。比较难处理，因此很多系统都会尽量避免产生分布式事务。
二阶段提交
基于三个假设：1.引入了协调者(Coordinator)和参与者(Participant)两个角色；所有的节点都采用预写式日志；所有节点都不会永久性损坏。
二阶段主要有prepare阶段和Commit阶段。
二阶段提交主要存在性能问题（耗时长）、协调者单点故障问题、网络分区导致数据不一致等问题。
三阶段提交
将二阶段提交中的prepare阶段拆分成了CanCommit和PreCommit机制。主要解决了单点故障问题和阻塞问题。
MVCC
多版本并发控制。与事务的时间戳相关联，维持一个数据的多个版本使读写操作不冲突，既不会阻塞写，也不会阻塞读。能够提高并发性能，解决脏读问题。
共识协议
主要是了解了Quorum NWR、RAFT协议和Paxos协议。这部分只是简单的进行了了解，没有深入介绍其内部的实现原理。
总结
经过这节课程的学习，我主要了解了分布式的种种基本概念，包括CAP原理、ACID、分布式事务等。
