CAP原理

Brewer 理论

一致性(Consistency)可用性(Availability)分区容忍性(Partition tolerance)
不能同时兼顾,要有trade off


一致性(Consistency):任何一个读操作总是能读取到之前完成的写操作结果,也就是在分布式环境中,多点的数据是一致的;
可用性(Availability):每一个操作总是能够在确定的时间内返回,也就是系统随时都是可用的。
分区容忍性(Partition Tolerance): 在出现网络分区(比如断网)的情况下,分离的系统也能正常运行


分区容忍是分布式系统所必需的,因此只能在一致性和可用性上取舍。往往采用的是最终一致性策略。即数据改变后一段时间内看不出变化,经过一段时间后要求能访问到更新后的数据,则是最终一致性。
Redis 集群是一个分布式的键值存储系统,在分析其 CAP 原理时,需要考虑一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition tolerance)这三个特性。 ### 分区容错性(P) Redis 集群天然支持分区容错性。它采用分片(sharding)的方式将数据分散存储在多个节点上,每个节点负责一部分数据。当集群中出现网络分区时,各个分区的节点仍然可以继续处理请求,保证系统的可用性。即使部分节点之间的通信中断,只要每个分区内有足够的节点,集群仍然可以正常工作。例如,在一个包含多个主从节点的 Redis 集群中,如果某个节点所在的网络分区与其他分区断开连接,该分区内的节点可以继续为客户端提供服务,只是可能无法与其他分区的数据进行实时同步。 ### 可用性(A) Redis 集群在大多数情况下保证了高可用性。它通过主从复制和故障转移机制来实现。每个主节点都有一个或多个从节点,当主节点发生故障时,从节点可以自动晋升为主节点,继续处理客户端的请求,从而减少系统的停机时间。例如,当一个主节点出现故障时,Redis 集群会自动将一个从节点提升为新的主节点,客户端可以继续向新的主节点发送请求,而不会受到太大的影响。 ### 一致性(C) Redis 集群保证的是最终一致性,而不是强一致性。在数据写入时,Redis 集群将数据写入主节点后,会异步地将数据复制到从节点。这意味着在数据复制的过程中,客户端可能会读取到旧的数据。例如,当一个客户端向主节点写入数据后,立即向一个从节点读取该数据,由于数据复制可能还未完成,从节点可能返回的是旧的数据。只有在数据复制完成后,所有节点的数据才会达到一致状态。 ```python # 简单的 Redis 集群操作示例 import redis # 连接到 Redis 集群 startup_nodes = [{"host": "127.0.0.1", "port": "7000"}] rc = redis.StrictRedisCluster(startup_nodes=startup_nodes, decode_responses=True) # 写入数据 rc.set("key", "value") # 读取数据 value = rc.get("key") print(value) ```
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