专栏名称: 架构师之路

架构师之路，坚持撰写接地气的架构文章

80后聊架构：CAP对工程架构设计究竟有什么启示？ | 架构师之路

架构师之路 · 公众号 · 架构 · 2024-11-08 17:55

正文

《架构师之路：架构设计中的100个知识点》
6.性能与扩展性，线程数与吞吐量

昨天简要聊了下CAP，今天补充拓展说下。

画外音：短视频附在文末。

CAP对工程架构设计启示是什么？

一句大白话总结：异步网络环境下，不要痴心妄想去设计一个系统，每个请求都返回最新的数据。

这里所指的，异步网络（asynchronous network），是什么意思？

意思就是：没法保证，在明确的，有限的时间内，完成消息投递。

这里有一个重要的推论：发出一个消息很久没有收到回复，我们无法判断，是节点故障，还是消息要投递or处理很久。

这里面的工程启示是：要对消息投递设置超时，以确保我们能在有限的时间内，得到一个响应，以便业务流程继续推进下去。

画外音：超时发生时，我们仍然不知道是节点故障，还是消息要投递or处理很久。

这个部分，主要是P的影响。

上面所指的，每个请求都返回数据，是什么意思？

这里指的是高可用。

工程架构上，如何做到高可用？

前提是，冗余。

实现冗余的前提下，要么客户端重试，要么服务端故障自动转移。

为了让调用方无感，有更好的体验，高可用的最佳实践是冗余+故障自动转移。

NG想高可用，冗余NG。

Web想高可用，冗余Web。

Service想高可用，冗余Service。

Cache想高可用，冗余Cache。

DB想高可用，冗余DB。

画外音：这里，是水平架构分层的维度。

节点想容错，冗余节点。

机架想容错，冗余机架。

画外音：同一个集群内的多个节点，应该部署在不同的机架上，以防止机架掉电。

机房想容错，冗余机房。

15年前，我们在百度部署服务的时候，要考虑哪些节点部署在土城机房，哪些节点部署在酒仙机房，万一机房挂了怎么办。现在的工程师估计不考虑这些问题了。

上面所指的，返回最新的数据，是什么意思？

这里指的是一致性。

CAP的证明抽象了这样一个系统，有一个值X，有两个操作：

1. set(X)

2. get()

所谓的强一致性是指，某个set(X)成功后，后续所有get()都将在有限的时间内返回最新的值。

对应的弱一致性，不是所有get()都能在有限的时间内返回最新的值。

画外音：一致性模型，后续开一集单独讲。

这里面的工程架构最佳设计实践是：大部分业务系统，在认可网络故障P的前提下，优先保证A而牺牲C，将C退化为“最终一致性”。这个工程实践，在许多分布式系统中都得到了广泛的应用。

最后，简单做一个总结，CAP对工程架构设计的启示是什么？

一句话：异步网络环境下，不存在一个系统，每个请求都返回最新的数据。

展开说：

P，架构设计要考虑网络异常，要设置超时；

A，实现冗余与故障自动转移；

C，大部分情况下，可以优先AP，并将强一致性退化为最终一致性，允许读旧数据；

补充阅读材料

《关于CAP的18个问题》

git版本：

https://github.com/henryr/cap-faq

网页版：

https://www.the-paper-trail.org/page/cap-faq/

非常通俗，全面的介绍了大部分对CAP的疑问，文章不长，10分钟搞定。

==全文完==

我将以短视频+图文+直播+星球社群的形式，系统性的分享架构设计中的100个相关知识点，欢迎感兴趣的童鞋关注。

画外音：均免费。

本篇的前序短视频在这：

第6集：CAP为啥优先P？分区容忍到底容忍啥？

平台对专业内容不推流，大家多帮忙标星，以及点赞，转发，在看三连。感谢！

下一期，和大家聊聊一致性模型与工程实践。