20、分布式数据库的最终一致性管理

分布式数据库的最终一致性管理

在现代数据库系统中，为确保每个节点的数据高度可用，需要对每个节点的内容进行复制，以消除单点故障。这样一来，数据库就成为了分布式系统。当数据库节点和网络快速且可靠地工作时，用户甚至可能意识不到他们正在与分布式系统进行交互，副本更新似乎是即时的，用户请求也能以较低的响应时间得到处理，不一致的读取情况很少发生。

1. 不一致窗口

在最终一致性系统中，不一致窗口指的是数据对象的更新传播到所有副本所需的时间。在基于领导者的系统中，领导者协调其他副本的更新；在无领导者的系统中，任何副本（或任何数据库节点，具体取决于实现）都可以协调更新。当所有副本的值相同时，不一致窗口结束。

影响不一致窗口持续时间的因素主要有以下几点：
- 副本数量 ：副本越多，需要协调的副本更新就越多。只有当所有副本都相同时，不一致窗口才会关闭。例如，如果有三个副本，只需要进行三次更新。但副本越多，其中一个副本响应缓慢并延长不一致窗口的可能性就越大。
- 操作环境 ：任何瞬时的操作故障，如短暂的网络故障或数据包丢失，都可能延长不一致窗口。节点的读写工作负载过重可能是副本更新延迟的主要原因，这会导致副本过载，并增加数据传播延迟。因此，数据库负载越高，不一致窗口可能就越长。
- 副本之间的距离 ：如果所有副本都在同一个局域网子网中，通信延迟可能低于毫秒级。但如果其中一个副本位于大陆的另一端或世界的另一端，不一致窗口的最小值将是副本之间的往返时间。地理分布可能会使这个时间相对较长，实际上可能达到几十毫秒。

这些问题意味着我们无法控制不一致