搭建一个网站 优帮云,姬月直播,o2o系统,wordpress 分享 朋友圈来源 | 悟空聊架构责编 | 寇雪芹头图 | 下载于视觉中国先来看一段神秘的对话#xff1a;太白金星#xff1a;听闻老君最近在练神丹妙药#xff0c;可否与我一讲#xff1f;太上老君#xff1a;老白啊#xff0c;我最近在练六颗丹药#xff1a;两颗延年丹、两颗健步丹、两… 来源 | 悟空聊架构责编 | 寇雪芹头图 | 下载于视觉中国先来看一段神秘的对话太白金星听闻老君最近在练神丹妙药可否与我一讲太上老君老白啊我最近在练六颗丹药两颗延年丹、两颗健步丹、两颗恢复丹。太白金星那这三个八卦炉定是练这三件法宝的太上老君正是正是。而且对于相同的丹药功效和大小还得完全一样。 三个炼丹炉怎么分配的让我们揭开老君的炼丹炉看看六颗丹药是怎么分配的。首先我们是很容易猜到丹炉是怎么分配炼丹的一号丹炉炼两颗延年丹。二号丹炉炼两颗健步丹。三号丹炉炼两颗恢复丹。那如此分配会有什么问题呢我们试想一下如果一号丹炉因为炉火太高炸裂了那么两颗延年丹定会失败。这和把鸡蛋放到一个篮子里面是一个道理。假如篮子不慎被打翻里面的鸡蛋都掉出来就都碎了。一号丹炉炼一颗延年丹和一颗健步丹。二号丹炉炼一颗延年丹和一颗恢复丹。三号丹炉炼一颗健步丹和一颗恢复丹。太白金星老君为何要如此分配每个丹药的火候可不那么好把控啊太上老君老白我可是炼丹大师火候难不倒我。太白金星不愧是老君啊这样即使有一个丹炉有问题至少能保证一颗能炼成而不是两颗都毁了。映射到我们互联网系统中丹炉类似于服务器节点或数据库节点通过多个节点来相互备份数据来保证系统的高可用性High Availability。如何保证丹药品质一样2.1 一致性太白金星老君你刚提到两颗延年丹需要保证功效一样大小一样太上老君确实如此丹药品质必须保持一致我炼的都是九品丹药药效差一点则是千差万别。太上老君说的品质保持一致到底怎么回事一号丹炉里面的延年丹和二号丹炉的延年丹如何保证品质一致呢这不就是我们常常说的分布式一致性吗两颗丹药分布在不同的丹炉中需要保证品质一致。如下图所示这两颗延年丹的一大一小颜色也有不同这就是品质不一样。而在架构设计中比如请求访问到不同的数据库查到的数据都是一样的这就是一致性。如下图所示浏览器访问数据库 1 和数据库 2 中的数据 A结果返回的都是 A 1。分布式系统中的一致性2.2 最终一致性和强一致性分布式中的一致性又分为最终一致性和强一致性。所谓强一致性就是写操作完成后任何后续访问都能读到更新后的值。这就是CP系统所要求的一致性和分区容错性。。那放到炼丹中怎么理解比如老君给一号丹炉的延年丹加入了莲花这种药材给二号丹炉的延年丹也这么操作那么老白揭开炉盖看到的两颗延年丹的成分是一样的。而最终一致性就是不保证后续访问都能读到更新后的值但是经过一段时间后再去读就能得到相同的值。也就是说在这段时间内可能读到旧的数据。这就是AP系统所要求的可用性和分区容错性。放到炼丹中怎么理解比如老君给一号丹炉的延年丹加入了莲花而经过了一个时辰后才给二号丹炉加雪莲那么在这个时辰内看到的两颗延年丹的成分就不一样了。但经过一个时辰后最终成分一样。可控的品质Quorum NWR 协议假如延年丹必须保证品质的强一致性而健步丹只需要保证品质的最终一致性这个该怎么控制呢这个可没有难倒老君因为老君懂得分布式协议Quorum NWR。Quorum 这个单词的意思(会议的)法定人数。主要是看后面三个大写字母N、W、R。由 NWR 来控制一致性。3.1 参数 N我们还是来看下丹炉中的情况两颗延年丹是互为备份的相当于有两个副本。N 称作副本数又叫做复制因子Replication Factor。表示同一份数据有多少个副本所以延年丹的 N 2。依次类推健步丹的 N 2恢复丹的 N 2。如下图所示丹药的副本数一样那 N 可以变吗如下图所示比如我想炼 3 颗延年丹也就是每个丹炉都有延年丹那就把 N 改成 3 就可以了。而健步丹只需要炼一颗足以那一号丹炉炼就可以了所以N 1。多个丹药的副本数不一样3.2 参数 W指定了副本数 N 之后就可以对副本数据进行读写操作。读操作查看所在丹炉内丹药的情况。写操作给丹药添加药材、提高温度。那多个丹药该如何执行读写操作呢对于写操作我们有 W 参数对于读操作我们有 R 参数。W 称为写一致性级别Write Consistency Level表示成功完成 W 个副本更新才完成写操作。比如设置延年丹的 W 2表示对延年丹执行写操作时完成了 2 个副本的更新时才完成写操作。如下图所示一号丹炉和二号丹炉中的延年丹都加入了莲花而三号丹炉中的延年丹未加入莲花。也就是只完成了两个副本的更新符合 W 2 这个条件即写操作完成。两个延年丹加入了莲花但是大家发现问题没三号丹炉的延年丹未加入莲花那怎么保证太上老君查看丹药情况时得知是已加入莲花呢也就是如何保证读写的强一致性这就要用到第三个参数了R。3.3 参数 RR 称为读一致性级别Read Consistency Level表示读取一个数据对象时需要读 R 个副本然后返回 R 个副本中最新的那份数据。回到炼丹的问题中设置延年丹的 R 2也就是查看延年丹的情况时只需要查看两个丹炉内的延年丹的情况然后返回最新的延年丹的情况就可以了。假设查看的是一号和二号丹炉内的延年丹返回的情况都是已加入莲花。这种场景是一致性的。假设查看的是一号和三号丹炉内的延年丹一号丹炉的延年丹是已加入莲花三号丹炉是未加入莲花但是三号丹炉内的延年丹最后一次操作时间是早于一号丹炉的所以返回一号丹炉内延年丹的情况已加入莲花。这种场景也是一致性的。通过上面的两种场景我们知道通过设置 R 2即使读到第三份未更新的数据也能返回更新后的数据实现强一致性。3.4 参数组合参数 N、W、R 的不同组合将会带来不同的一致性效果。比如上面的例子N 3W 2R 2W R N对于客户端来讲整个系统能保证强一致性一定能返回更新后的那份数据。当 W R N 时对于客户端来讲整个系统只能保证最终一致性访问数据期间可能会返回旧数据。参数不同效果不同分布式系统需要根据不同场景来配置。应用InfluxDB 企业版是时序数据库它有四种写一致性级别anyW R NW 1任何一个节点写入成功后或者写入 Hinted-handoff 缓存等下次重传返回成功给客户端。oneW R NW 1任何一个节点写入成功后立即返回成功给客户端不包括写入 Hinted-handoff 缓存quorumW R N大多数节点写入成功后就返回成功给客户端。要求 N 大于2allW N所有节点都写入成功后返回成功。另外对于 时序数据库 InfluxDB 来说读操作需要读取大量数据为了保证读取的高效它不支持读一致性级别R N但是可以通过设置写一致性级别为 all来实现强一致性。InfluxDb 实现了 Quorum NWR当线上业务需要临时做些一致性调整时设置不同的写一致性级别即可完成快速切换。总结本文通过太上老君和太白金星关于炼丹的对话引申出自定义一致性的分布式协议Quorum NWR 协议。丹炉比喻节点丹药比作数据多个丹药称作副本。N 代表副本数W 代表写多少个副本数R 代表读多少个副本数。当 N 大于节点数时就会出现一个节点存在多个副本的情况这个节点故障时多个副本会受到影响。W R N 时代表强一致性。W N 时读性能好。R N写性能好。W R (N1)/2容错能力好能容忍 少数节点也就是(N-1)/2 个节点故障。如何设置 N、W、R 值取决于我们的系统该往哪方面优化。Quorum NWR 分布式算法给业务提供了按需选择一致性级别的灵活度弥补了 AP 型系统缺乏强一致性的缺点。太白金星预祝你炼丹成功点击关注我们记得标星哦~~~更多阅读推荐一张魔力象限图一眼看尽5G江湖SRE 是如何保障稳定性的如何写出让 CPU 跑得更快的代码俯瞰云原生这便是供应层13种重要的云原生工具让交付过程更快一目了然的 Docker 环境配置指南
