30、分布式系统中的权衡与服务发现

分布式系统中的权衡与服务发现

1. CAP 定理下的权衡

1.1 牺牲可用性（CP 系统）

当我们需要保证一致性时，每个数据库节点都需要确保其持有的数据副本与其他节点一致。在网络分区的情况下，如果数据库节点之间无法通信，它们就无法协调以保证一致性。此时，为了保证一致性，唯一的选择就是拒绝响应请求，这意味着牺牲了可用性，这样的系统属于 CP（一致性和分区容错性）系统。

在多节点间实现一致性非常困难。例如，当我们从本地数据库节点读取记录时，为了确保记录是最新的，需要向其他节点询问，并且在读取完成前要求其他节点不允许更新该记录，这就需要在多个数据库节点间发起事务性读取。然而，事务性读取速度慢，需要加锁，可能会阻塞整个系统。而且在分布式系统中，锁的管理更加困难，即使在单进程系统中，锁的实现也并非易事。

强烈建议，如果需要多节点一致性，不要自己开发，而是选择提供这种特性的数据存储或锁服务，如 Consul 实现了强一致性的键值存储，用于在多个节点间共享配置。

1.2 牺牲分区容错性（CA 系统）

根据 CAP 定理，我们可以选择其中两个特性。AP 系统最终一致，易于扩展和构建；CP 系统一致性强，但构建和扩展困难。那么是否可以选择 CA 系统呢？实际上，若系统没有分区容错性，就不能在网络上运行，它必须是本地运行的单进程，所以在分布式系统中不存在 CA 系统。

1.3 AP 还是 CP 的选择

选择 AP 还是 CP 取决于具体情况。作为系统构建者，我们知道 AP 系统更易扩展和构建，而 CP 系统因支持分布式一致性面临挑战，需要更多工作。但我们可能不了解这种权衡对业务的影响。例如