请简述 CAP 原理

CAP 原理

• 討論分布式系統在 "一致性"(C)，"可用性"(A)，及"分區耐受性"(P)之間的關係

CAP

• 一致性 (Consistency)

• 每次讀取的數據都是最新的數據，或者返回一個錯誤

• Every read receives the most recent write or an error

• 不是過期的數據，數據是跟現實最新的是一致的

• 可用性 (Availability)

• 每次請求都應該得到一個響應，而不是返回一個錯誤或失去響應

• Every request receives a (non-error) response, without the guarantee that it contains the most recent write

• 系統需要一直可以正常使用，不會引起調用異常

• 但是不保證響應的數據是最新的 (不需要一致)

• 分區耐受性 (Partition tolerance)

• 即使因為網路原因，部分服務器節點之間消息丟失或延遲，系統應該是可以操作的

• The system continues to operate despite an arbitrary number of message being dropped (or delayed) by the network between nodes

原理

• 在分布式系統中 CAP 三者無法同時滿足

• 分布式系統在必須要滿足分區耐受性的前提下，一致性和可用性無法同時滿足

• 一致性和可用性必須二選一

• 網路失效一定會發生，所以必須保證分區耐受性

• 選擇一致性

• 系統返回一個錯誤碼或乾脆超時

• 系統不可用

• 選擇可用性

• 系統總是返回一個數據，但不能保證數據是最新的

• 系統不一致

• 須根據業務特性去選擇一致性或可用性

• 如付款業務 - 須保證一致性

• 如商品展示 - 可選擇可用性

针对 Doris 案例，请用 UML 时序图描述 Doris 临时失效的处理过程（包括判断系统进入临时失效状态，临时失效中的读写过程，失效恢复过程）。参考《海量分布式存储系统 Doris 的高可用架构设计分析.pdf》

Enter Failure Mode

1. Write to Group 2 Fail

• Retry K times

• This example is to retry 3 times

2. Report Group 2 Fail to Config Server

3. Config Server check If Group-2 really Fail

• Retry K times

• This example is to retry 3 times

1. If Yes, then notify all the clients that Group-2 is entered Failure Mode

Failure Mode Access

1. read

• Client-1 only can read from Group-1

2. write

• when Client-1 writes, the SDK will write to Group-1 and Backup-DS

• Backup-DS only writes the log, not really writes data to database

Recover

1. Group-2 recovered

2. When Config Server received Group-2 recovered notification

• Notify all clients, Group-2 is back

• Notify Backup-DC to replay logs to Group-2

• Group-2 is in the Recover Mode

3. Backup-DC replay logs to Group-2

4. When Client-1 read, it only can read from Group-1

5. When Client-2 write as normal

• write to Group-1

• write to Group-2

6. Backup-DC send Recover finished to Config Server

• All logs are replayed

7. Config Server notify all that Group-2 is normal now

• Group-2 left recover mode, and back to normal node

8. read

• read command can read from Group-1 or Group-2 in normal mode

9. write

• write command need to wirte to Group-1 and Group-2 both in normal mode