13、分布式系统中的强最终一致性与冲突无复制数据类型

分布式系统中的强最终一致性与冲突无复制数据类型

1. 强最终一致性的推导

在分布式系统中，强最终一致性（SEC）要求节点处理消息时具备幂等性和交换性。幂等性意味着节点对重复消息的处理结果与处理一次相同，而交换性表示节点处理两条消息时，无论先处理哪条，最终状态相同。

例如，HTTP服务器对于同一资源的两个不同PUT请求，顺序不同会导致最终状态不同，PUT操作是幂等的，但不具有交换性。当收到重复的PUT消息且中间有其他消息时，服务器需要忽略重复消息才能实现最终一致性。

对于一组消息 { m1, m2, m3, … }，若m1在收到若干中间消息后重复，可通过交换性和幂等性证明 m1 + m2 + m3 + m1 = m1 + m2 + m3。具体步骤如下：
- 利用交换性，将重复消息与其前一个消息交换位置，如 m1 + m2 + m3 + m1 = m1 + m2 + m1 + m3。
- 继续利用交换性，将重复消息逐步前移，直到与原消息相邻。
- 利用幂等性，得出 m1 + m1 = m1。

因此，在基于中继的分布式系统中，要实现强最终一致性，幂等性和交换性缺一不可。

2. 联系人管理系统

早期，作者和朋友开发了一个联系人管理系统，采用消息存储转发机制，节点以幂等和交换的方式处理消息，消息类型包括“添加联系人”“更新联系人”和“删除联系人”。
- 添加操作 ：联系人通过GUID唯一标识，添加操作天然具有幂等性和交换性。
- 删除操作 ：为了使删除操作与添加操作可交换，系统维护一个已删除联系人GUI