CAP理论(或CAP定理)是分布式系统中的一个基本理论,由计算机科学家Eric Brewer在2000年提出。CAP代表三大核心概念:
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Consistency(一致性) :
- 数据在所有节点上是同步的,即任何一个读操作都能返回最新写入的数据。例如,如果一个数据写入到某个节点,所有节点上的数据都立刻保持一致。
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Availability(可用性) :
- 每个请求都能收到响应,无论请求是否成功。即系统始终能够返回数据,即便返回的数据可能不是最新的。
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Partition Tolerance(分区容错性) :
- 系统在面对网络分区的情况下仍然能够继续运行。网络分区指的是系统中的节点之间无法进行通信,比如因为网络故障导致某些节点暂时无法相互通信。
根据CAP定理,在一个分布式系统中,无法同时完全满足这三个特性,最多只能同时满足两个。这也意味着:
- 如果选择一致性和可用性,系统在发生网络分区时将无法正常工作。
- 如果选择一致性和分区容错性,系统在网络分区期间某些请求可能无法响应,从而牺牲可用性。
- 如果选择可用性和分区容错性,系统在网络分区时可能返回旧数据,从而牺牲一致性。
CAP定理帮助开发者理解和设计分布式系统时,在一致性、可用性和分区容错性之间的权衡。