关于分布式一致性

一致性（consistency）

说到一致性，我们可能最先想到的数据库里的事务
这里的讨论的是分布式的一致性，事务就简化一下，只考虑Read/Write

先列举一下事务的种类：

1. 单机的事务：多个复杂事务发生在一个节点上

2. 分布式的事务a：多个简单事务发生在多个节点上，一个事务只涉及一个节点

3. 分布式的事务b：多个复杂事务发生在多个节点上，一个事务可能涉及多个节点

这里就考虑2了

参考资料：
http://kaiyuan.me/2018/04/21/consistency-concept/
https://www.codedump.info/post/20220710-weekly-22/
http://zhangtielei.com/posts/blog-distributed-causal-consistency.html
https://qiankunli.github.io/2022/04/06/replica_consistency_level.html

线性一致性（强一致性）

整个系统表现的像一台单机：

• 只要写成功，所有节点都能读到最新的数据
• 对所有client而言，仿佛所有操作都是按照实际时间的先后串行化的

怎么实现强一致性？

1. 写的时候必须等所有节点都同步好了才返回
2. 读的时候slave去问master要数据

理想的情况：操作的时间域不重叠（P1，P2表示2个发送请求的客户端）

区间->点：操作成功的时刻就在线段的一个点上，所以我们可以将上图抽象为下面的样子，可以发现系统满足线性一致性（举个反例：如果Read读出来的是2，就不满足了）

实际的情况：操作的时间域有重叠，但是没关系，因为操作真正成功可以理解为成时间线段里面的一个时间点

也就是说，操作的顺序不是按照提交时的时间来算的，只要时间段有重叠，那么谁先谁后都有可能：比如说下面的情况，可能是W2先完成，也可能是W3先完成

例子1：我们来看看下面这个系统是否满足线性一致性：

可以的：

例子2：不满足线性一致性的情况：不管我们怎么调整Write2和Write3的顺序，也不可能让后面的Read操作读出2个不同的值

顺序一致性

只要保证同一个节点内的操作是按序的即可，节点之间的操作顺序可以随便编排

顺序一致性可以理解成一个特殊的因果一致性：同一个节点内的一系列操作中，前后有因果关系

通俗地讲，虽然你9点吃了饭，但是并不一定能及时的传播到我这边，所以我感知到你吃了饭时，可能已经12点了

但是我观察到的你的事件顺序，必须是跟你真实的情况一致的，我不能先看到你吃中饭，再吃早饭

用这个不满足线性一致性的例子：

重新编排后可以发现满足顺序一致性

因果一致性

概括：我不能还没看到你的贴子，就先看到评论了

个人认为因果一致性跟顺序一致性是两个维度的

因果不一定满足顺序：虽然你先吃饭再睡觉，但是我可以观察到你先睡觉再吃饭（只要你的吃饭&睡觉只有时间上的先后，没有因果关系）

顺序不一定满足因果：A在大喊一声导致B醒了，但是C可以观察到B先醒了，然后A大喊一声

举个没有保持因果关系例子：

1. A发了动态1：东西丢了，真倒霉
2. A发了动态2：东西找到了，真好
3. B看到了动态1
4. B看到了动态2
5. B对A发表评论1：恭喜
6. C看到了动态1
7. C看到了评价1，觉得B太损人了（在这步时因果已经出问题了）
8. C看到了动态2，发现误会了

画成图，大致如下：

所有的因果关系罗列一下（不考虑8）：

A的因果关系：W1 -> W2

B的因果关系：R1 -> R2 -> W6

C的因果关系：

A和B之间的因果关系有：W2 -> R2, W1 -> R1

B和C之间的因果关系有：W6 -> R6

A和C之间也有因果关系：W1 -> R1

你会发现，刚到第7步时，虽然因果关系图还是没有产生环的，但是此时因果已经出问题了（产生误会了）

所以为了保证因果一致性，必须：当我看到别人的果时，我必须要看到该果之前的所有因；而不是傻傻地检测新的事件会不会造成环

最终一致性

最终总能到达一个完全一致的阶段，大家手里的数据都是一样的