一、事物
事務(wù)是以可控的方式對數(shù)據(jù)資源進行訪問的一組操作。
二、事物的四個特征-ACID
要注意的是事務(wù)能夠通過AID來保證這個C的過程，C是目的，AID都是手段。
① Atomic原子性
事務(wù)必須是一個原子的操作序列集合，即可以是一個操作，也可以是多個操作。在這個事物執(zhí)行的過程中，要么全部成功，則整個事物全部成功，如果有一項失敗，則全部失敗，整個事物回滾。
② Consistency
指系統(tǒng)從一個正確的狀態(tài)，遷移到另一個正確的狀態(tài)。即事物在執(zhí)行前后，數(shù)據(jù)庫都必須滿足一條系統(tǒng)設(shè)置的約束條件，它依賴于應(yīng)用層,也就是依賴于開發(fā)者。
③ Isolation
在并發(fā)的環(huán)境中，事物是相互隔離的，一個事物的執(zhí)行，不能被其他事物所影響。在沒有事物隔離的情況下可能會出現(xiàn)：
- 臟讀：比如事務(wù)T1將更新一批結(jié)果，然后事務(wù)T2讀取該集合，此后T1因為某種原因而回滾之前的操作，這就導(dǎo)致了T2所讀取到的數(shù)據(jù)是無效的。
- 不可重復(fù)讀：比如事物T1訪問一批數(shù)據(jù)集并返回給應(yīng)用層后還沒有結(jié)束，事物T2也去訪問并更新該數(shù)據(jù)集，此時事物T1再去讀取該數(shù)據(jù)集，使得同一個事物多次讀取的同一數(shù)據(jù)集不同（重點在于修改數(shù)據(jù)）。
- 幻讀：比如事物T1訪問數(shù)據(jù)集，并修改了數(shù)據(jù)某一列的值，使其符合某以約束條件，同時，事物T2也在修改這個數(shù)據(jù)集，往這個數(shù)據(jù)集上插入一行新數(shù)據(jù)（不符合之前的約束條件）。過一段時間后事物T1再次訪問數(shù)據(jù)集，發(fā)現(xiàn)還有未修改的數(shù)據(jù)，出現(xiàn)幻覺一般。（重點在于新增或者刪除數(shù)據(jù)）
四種隔離級別依次遞增：
(1). 讀未提交
事物沒有提交的過程中允許其他事物去更改數(shù)據(jù)集。（相當(dāng)于沒有隔離，易發(fā)生臟讀。）
(2). 讀已提交
只允許讀到已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)。第一次讀原先的數(shù)據(jù)，第二次讀其他事物修改后提交的數(shù)據(jù)（易發(fā)生不可重復(fù)讀）
(3). 可重復(fù)讀
保證在事務(wù)處理過程中，多次讀取同一個數(shù)據(jù)時，其值都和事務(wù)開始時刻時是一致的。這可以保證原先的數(shù)據(jù)是一致的，但不能保證新加入的數(shù)據(jù)是否正確。（易發(fā)生幻讀）
(4). 串行化
最嚴格的隔離級別，所有事物串行執(zhí)行，不存在并發(fā)的情況，
④ Durability
一旦事物被提交，則它對數(shù)據(jù)庫的操作將被永久保存，即使系統(tǒng)出現(xiàn)了宕機也可以進行恢復(fù)。
三、CAP定理
? 一個分布式系統(tǒng)不可能同時滿足一致性Consistency、可用性Availability、分區(qū)容錯性Partition tolerance這三個基本需求，最多只能同時滿足其中的兩項。
① 一致性Consistency
這個一致性和ACID的一致性不同，這里的一致性指的是多個副本之間在初始一致（完全相同）的條件下執(zhí)行一系列操作后，這些副本的數(shù)據(jù)仍然可以保持一致。
② 可用性Availability
系統(tǒng)可以提供正常的服務(wù)，主要有兩個因素：響應(yīng)時間以及返回正確的結(jié)果集。
③ 分區(qū)容錯性Partition tolerance
分布式系統(tǒng)中即使出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的情況，仍然能夠滿足一致性和可用性。
網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，是指分布式系統(tǒng)中，不同的節(jié)點分布在不同的子網(wǎng)絡(luò)（機房/異地網(wǎng)絡(luò)）中，由于一些特殊的原因?qū)е逻@些子網(wǎng)絡(luò)之間出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不連通的狀態(tài)，但各個子網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是正常的，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境被切分成了若干孤立的區(qū)域。組成一個分布式系統(tǒng)的每個節(jié)點的加入與退出都可以看做是一個特殊的網(wǎng)絡(luò)分區(qū)
三者取其二
- CA without P：這個時候就相當(dāng)于放棄了分布式系統(tǒng)的架構(gòu)，放棄了系統(tǒng)的可擴展性，系統(tǒng)只在單機上運行。
- CP without A：如果不要求A（可用）。達到C（一致）需要P（分區(qū)）通過網(wǎng)絡(luò)完全同步，會導(dǎo)致同步時間無限延長。
- AP wihtout C：要高可用并允許分區(qū)，則需放棄一致性。一旦分區(qū)發(fā)生，節(jié)點之間可能會失去聯(lián)系，為了高可用，每個節(jié)點只能用本地數(shù)據(jù)提供服務(wù)，而這樣會導(dǎo)致全局數(shù)據(jù)的不一致性。
對于分布式系統(tǒng)來說，P是不能放棄的（可以進行優(yōu)化），因此通常在可用性和一致性之間權(quán)衡。
四、BASE定理
Basically Available（基本可用）、Soft state（軟狀態(tài)）、Eventually consistent（最終一致性）
- 基本可用（Basically Available）
- 基本可用是指分布式系統(tǒng)在出現(xiàn)不可預(yù)知的故障的時候，允許損失部分可用性，但不等于系統(tǒng)不可用。例如犧牲部分響應(yīng)時間、以及功能上的損失（高峰期，屏蔽一些功能使得服務(wù)降級）
- 軟狀態(tài)（Soft state）
- 與硬狀態(tài)相對，即是指允許系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在中間狀態(tài)，并認為該中間狀態(tài)的存在不會影響系統(tǒng)的整體可用性，即允許系統(tǒng)在不同節(jié)點的數(shù)據(jù)副本之間進行數(shù)據(jù)同步的過程存在延時。
- 最終一致性（Eventually consistent）
- 強調(diào)系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)副本，在經(jīng)過一段時間的同步后，最終能夠達到一個一致的狀態(tài)。其本質(zhì)是需要系統(tǒng)保證最終數(shù)據(jù)能夠達到一致，而不需要實時保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的強一致性。
可以看出BASE定理是通過弱化一致性來獲得可用性，它允許數(shù)據(jù)在一段時間內(nèi)是不一致的，但通過一定的時間最終達到一致狀態(tài)。
